抚顺新钢铁智能天车项目
马亮 邓春喆
(抚顺新钢铁有限责任公司,辽宁 抚顺 113001)
1 项目需求
目前公司钢筋深加工厂区天车行吊,和库区管理业务均采用人工作业的方式;本次改造是通过激光测距、编码器定位,变频调速等控制手段,实现自动化运行,通过仓储管理系统 WMS(智能仓储管理)应用,来实现深加工库区及物流信息智能分析,天车的智能无人作业;通过对车体、磁盘块改造,来满足无人天车实施的硬件需求;
2 项目内容
通过对天车实施智能化系统改造,使钢厂对深加工C区物流情况具备实时、动态、精准跟踪能力;具备及时掌握库区内库存及物料分布情况的能力;系统提升库区物流管理的信息化、智能化水平。
同时通过对厂房区域进行合理改善以及天车吊运任务的合理分配,实现智能化装、卸车作业,从而达到提高天车作业效率,降低库区管理人员及天车操作人员劳动强度,延长天车机电设备使用寿命的目的。
2.1 主要功能
1.1 通过实施天车智能化系统改造,使钢厂对深加工C区物流情况具备实时、动态、精准跟踪能力;具备及时掌握库区内库存及物料分布情况的能力;系统提升库区物流管理的信息化、智能化水平。
1.2 通过智能天车推进,实现无人智能化、标准化装、卸车作业,从而降低人工成本,减少操作故障。
1.3 通过此次改造,为后续轧钢产线天车无人化推进,积累实践经验,做好数据、技术储备;
表1:作业区域现状 2#电磁行车运行区间平面图
2.2 设计理念
2.3 项目方案
项目名称 |
建设目标 |
设备范围 |
1、深加工2#行车车体改造; |
天车原有凸轮+接触器控制机构,升级为PLC+变频控制并增加无线网络基站通讯、监控等功能。 对现有天车进行机械、自动化、信息化系统改造,新建智能天车控制系统,最终实现智能卸车、入库、上料的目的。 |
1、 起升机构变频改造并安装编码器; 2、 大车、小车机构变频改造并安装激光测距仪; 3、 旋转机构变频改造及安装绝对值编码器; 4、 PLC及无线通讯监控部分改造; 5、 大小车升降变频电机改造; |
2、行车增加上位机系统控制; |
实现库区管理、车辆管控、作业管理、安全监测、状态监控、报表、数据库、通讯系统并增加电子防摇、大车防撞、行车各机构运行控制、电磁控制等功能。 |
1、 上位机管理系统软件; 2、 自动化系统软件; 3、 工控机(研华); 4、 增加地面操作台; 5、 配置PDA系统; |
2.4 项目特色
真正实现智能化、无人化
自动码垛、自动分配存储位置
多台行车智能调度
现场安全程度高:与卡车等生产设备互锁,电子或者物理围栏
工作过程智能化:无需人工选择取放位置,自动化程度高
多机协同:采用AI技术实现智能的调度算法,安全高效
定位系统设计:行业经验丰富,对于多种环境有应对经验
3 实用性分析
控制软件效果图:
经济效益估算:
(二)深加工2#天车2020年备件消耗(更换变频后取代以下备件) |
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日期 |
名称 |
型号 |
数量 |
单价 |
总价 |
2020.7.13 |
交流接触器 |
NC2-400/AC380V |
1 |
1178 |
1178 |
2020.7.15 |
交流接触器 |
CJX2-65/11 AC380V |
1 |
164 |
164 |
2020.7.22 |
双肢链条索具 |
LS2-30-00 |
8 |
2163 |
17304 |
2020.7.26 |
接触器 |
NC1-9511 380V |
1 |
474 |
474 |
2020.8.10 |
联动控制台 |
QT18-4C/T13右箱 |
1 |
6350 |
6350 |
2020.8.19 |
制动衬垫 |
YWZ9-400 卡式(带槽) |
2 |
106 |
212 |
2020.8.21 |
交流接触器 |
NC2-400/AC380V |
1 |
1178 |
1178 |
2020.8.25 |
交流接触器 |
NC2-185/AC380V |
4 |
571 |
2282 |
2020.8.25 |
交流接触器 |
NC2-265/AC380V |
1 |
787 |
787 |
2020.10.27 |
制动衬垫 |
YWZ9-400 卡式(带槽) |
2 |
106 |
212 |
2020.11.3 |
接触器 |
CJX2-65/11 AC380V |
4 |
164 |
655 |
2020.11.3 |
接触器 |
CJX2-50/11 AC220V |
4 |
114 |
458 |
2020.12.8 |
交流接触器 |
NC2-400/AC380V |
1 |
1178 |
1178 |
总计 |
32432元/年 |
天车变频改造 |
380Vx250Ax1.732x85%/1000*20hx360天x0.57元/度x30%=17.2万/年 |
直接经济效益预估为:
改造前后效益对比 |
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序号 |
项 目 |
节约费用总额 |
备注 |
1 |
折旧 |
-146,640.09 |
|
2 |
修理费 |
32,432.00 |
2#天车2020年备件消耗 |
3 |
人工成本 |
380,265.00 |
4人*7922元/人/月*12月 |
4 |
电费 |
172,000.00 |
380Vx250Ax1.732x85%/1000*20hx360天x0.57元/度x30%=17.2万/年 |
|
合计 |
438,056.91 |
|
|
经营效益 |
584,697.00 |
|
4 社会效益:
1、深加工智能天车,作为抚顺新钢铁推进数字工厂不可或缺的关键环节,可完成物料从入库、存储、上料(生产线)等全过程无人化管理,实现螺纹钢流通、仓储、生产等全流程数字化追踪,提高管控精度以及库区管理信息化水平,减少人为干预失误,避免安全隐患,降低生产以及人工成本,提高现场自动化和智能制造水平,助力抚顺新钢铁数字钢铁战略。
2、深加工智能天车改造可作为试点,积累实践数据及施工经验,了解改造思路,为后续公司大量推广无人智能天车奠定基础;
5 市场分析
该案例 5G 应用具有四大成效:一是减员增效:无人天车+智能仓储+计量升级后:现场天车监控人员减半、减半,计量减半。 二是实现精益管控:整个生产过程精确可控,所有的作业过程可查询,可追溯, 提升精益化管理水平。提高现场工作效率,减少工作失误照成的损失。 三是提升企业技术水平和竞争力:由事后管理变为事中管理、实时管理,加速资金周转,提升供应链响应速度,增强企业整体竞争能力。 四是提升现场作业生产安全:现场作业人员减少,作业区域合理化,引入AI技术提升现场作业生产安全管控能力,有助于推动全国钢厂的智能化升级。
6 产业效应
通过引入5G工业互联网技术,搭建高带宽、低延时、多任务的工业网络,并对天车进行智能控制改造,结合PLC自动化技术,将天车操控进行智能升级。人员在地面集控室远程操控天车作业,一改以往天车工等车高空作业的缺点。降低人员作业安全隐患,提高吊车作业效率,公司深加工产线产能释放,实现提产增效,以科技创新为企业创造更大的利润。
7 社会效益
抚顺新钢铁5G智能天车项目是建龙集团抚顺新钢铁年度重要项目之一,是建龙集团首个5G+智能天车项目,也是辽宁省首个5G智能天车在工业应用场景落地的示范工程。得到省市领导的高度重视,将产生较好的示范意义,对其他企业起到了社会引领作用。