过程生产岗位产量和效率统计核算系统的开发与应用

张 卫

（河北钢铁股份有限公司邯郸分公司气体厂，河北邯郸056015）

1 前言

邯钢气体厂主要担负着邯钢全厂区所需的氧、氮、氩、氢气的生产用气的生产和液氧、液氮、液氩的销售任务。“过程生产岗位产量和效率统计核算系统”的开发与应用之前，空分生产的氧、氮、氩等产品的班、日、月产量统计和相应的提取率计算，班组之间生产效益统计和效率核算评比，等工作，一直采取累积值长周期历史趋势，届时人工目测取值，然后根据统计情况，人为或借助于计算器进行当日当班效率产值等数据的计算，每月末还要进行全月各班的总的效率产值等数据计算。记录数据繁多，程序复杂，易出错，效率低。为了准确、高效、轻便地完成上述工作，2009 年初开始，邯钢气体厂决定，利用空分生产现有的DCS（PLC）平台，开发“过程生产岗位产量和效率统计核算系统”，主要针对该厂生产常用的日本横河CS-3000/1000 DCS 系统和浙江中控JX-300XP/ECS-100 DCS 系统。

经过几个月生产状况考察，组态编程，调试，于2009 年7 月，在日本横河CS-1000 DCS 系统上试验，开发取得成功。随后在日本横河CS-3000 DCS系统和浙江中控JX-300XP/ECS-100 DCS 系统开发取得成功。2010 年1 月，在相关空分生产岗位投入使用，效果显著。

2010 年3 月，以“空分生产数据统计核算系统”为题，向国家版权局申报《计算机软件著作权登记证书》，于2010 年12 月21 日得以批复。证书号：软著登字第0259085 号；登记号：2010SR070812。

2 系统的开发

2.1 软件开发平台

过过程生产岗位产量和效率统计核算系统的开发平台软件日本横河CENTUM CS1000/3000 环境下Function block 功能、Visual Basic 功能和SFC 功能，组态编程出控制程序，并利用图形画面功能进行相应的图像显示。

2.2 系统设计流程

本程序设计流程如图1所示。

3 使用说明

3.1 系统记录时间系统的启动

以邯钢气体厂三制氧（1#2000m3/h空分）所使用的日本横河CS-1000DCS系统为例。

系统时间模块投入“使用”状态后，运行系统便可相应以时、分、秒开始运行。

图1 程序设计流程图

众所周知，空分岗位生产普遍采用“四班两运转”（即：白班7:30～18:30，共计11 个小时；夜班18:30～7:30，共计13 个小时）运行模式。夜班与白班的交接时间7:30～8:00，白班与夜班的交接时间18:30～19:00；每天7:30、18:30 届时弹出相应时间的累积量和相应夜白班的总产量，以及相关的效益、效率等等。每天16:00 届时弹出相应时间的累积量和一天24 h 来的总产量，以及相关的效益、效率等等。如图2 氧、氮产量和效率情况图，如图3 氩产量、空气消耗和效率情况图。画面上相应数据届时显示，并显示连续5 天。

3.2 各班次数据统计系统的启动

在启动模块的数据端口1输入A、B、C、D，分别代表当班班次为甲、乙、丙、丁班，在数据端口2输入E、F分别代表当班班次为白、夜班。各班本月瞬时产量、工时、产值、效率统计，以及各班上月产量、总工时统计（白班时间和加上夜班时间总和，以h为单位）、用工工时统计（班组每位人员工作时间的总和，以h为单位）、产量效益、产值效率测算等功能开始实施。下列画面上数据开始记录。

图2 氧、氮产量和效率情况图

图3 氩产量、空气消耗和效率情况图

如图4各班次月工时和用工工时统计（用工工时统计由于系统硬件设施达不到，需要人工输入）。如图5各班次月上月产量和当月届时（截止到当月当日的前一天）产量统计。若输入各班次月工时和用工工时，可自动计算出上月的产量效益、产值效率和当月届时的产量效益、产值效率。

图4 各班次月工时和用工工时统计

图5 各班次月上月产量和当月届时产量统计

3.3 各班次之间的“亲情交接”设计

每天早上7:29:30和下午18:29:30，届时弹出“即将下班的夜班人员与即将上岗的白班人员的交接亲情画面”和“即将下班的白班与即将上岗的夜班的交接亲情画面”。提醒完成交接班的各项内容，以保障各班次之间的交接班顺利进行。

当班作业人员，可以把本班生产发生的异常状况，生产中的注意事项，设备运行状况等等一切情况，填写在“亲情备忘录1”上。等到交接班时，会自动显示在相应的“交接亲情画面”上的“交班内容”栏。当班作业人员，也可以把上下班路上遇到的一些道路和交通情况，填写在“亲情备忘录2”上。等到交接班时，会自动显示在相应的“交接亲情画面”上的“接班内容”栏。若“亲情备忘录”上无内容，届时会显示出如图6的画面。

图6 亲情交接画面

3.4 统计数据的长周期存储和报表功能

上述所有数据和文本，充分利用了D C S（P L C）系统平台的报表功能，进行数据存储和外备份。

3.5 系统升级优化设计和端口预留

目前，由于厂区内条件所限，D C S（P L C）系统不能采集厂区内考勤设备的有关数据和信息，各班次的用工工时仍采取人为设置。缺乏科技实施措施和监督检查手段。当厂区内考勤设备可以进行端口输出时，可启用D C S（P L C）系统的网络采集功能，将岗位上每位员工的到岗信息采集到系统上，科学准确地计算出各班次的用工工时。

4 源程序

以日本横河C S-1000D C S系统为例，运行程序包括以下几部分，源程序容量：1056K B(控制)，624 K B(画面)，具体内容略。

（1）空气日用量、班用量运行程序；

（2）氧、氮、氩日产量、班产量和小时产量；

（3）氧、氮、氩日提取率和班提取率；

（4）各班本月瞬时产量统计；

（5）各班上月产量、工时统计，产值、效率测算；

（6）“亲情交接班”提醒；

（7）程序启停控制。

5 项目实施后的效果

项目实施后，达到预计的效果，成效显著：

（1）车间、班站、班组不用专门的人员来做核算工作，节省人力和物力费用；

（2）减少系统误差和人为误差，各班产量准确无误，效率计算分明，有利于团结协作；

（3）可以做到随用随查，方便各级部门查阅；

（4）统计核算模式有一定的推广价值，在其他过程生产行业逐步予以推广；

（5）有一定激励作用，鼓励先进，激励后进。