吃水线检测

2024-07-31

吃水线检测（通用7篇）

吃水线检测篇1

印铁包装罐头生产行业在制罐及灌装过程中,是通过全自动输送线将各环节的生产设备联接形成一条完整的自动化生产线。其上中会有传感器检测输送线上罐子的流动分布状况,以控制协调各台设备的运行。文中从应用角度出发,提出了对单道输送线上罐子流动分布状况的检测方案,实用效果良好。

1 输送线上罐子流动分布状态分析

完整的罐头自动化生产流水线通常可包括单道输送和多道并排输送。对于多道并排输送线一般用挤压感应机构即可检测罐子流动的各种状态,但在单道输送时,罐头生产流水线会出现以下4种罐子流动分布状态:(1)输送线上无罐子,如图1所示;(2)输送线上有罐子在流动,但罐子之间有间隙,即有空档现象,如图2所示;(3)输送线上有罐子在流动,且罐子之间没有间隙,如图3所示;(4)输送线上有罐子,但罐子不运动,这种情况常见于因故障导致机器设备停机或输送线上出现异常情况导致堵塞,如图4所示。

对于图1、图2和图4的3种状态,一般用对射或镜面反射光电传感器便可检测区分。但对于图3和图4两种状况,单用一个光电传感器无法区分。而对于图1和图4两种状态,单用一个金属接近传感器同样无法区分,因为图4状态恰好是传感器位于两个罐子之间的凹档处,如图5所示,超过了金属接近传感器的检测距离,所以传感器无法感应到,这种状态与没有罐子的图1状态相似。

2 解决方法及检测方案硬件设计

2.1 设计思路

在生产运行中通常会判定图4为输送线不正常的堵塞状态,而其他3种为畅通状态,所以有必要对第4种状态进行检测。而单用一个光电传感器检测会将图3状态误判为图4状态,另外单用一个金属接近传感器检测则会将图4状态误判为图1状态。为了解决上述问题,文中采用了对射光电传感器和金属接近传感器相结合的使用方法,可准确检测区分出以上第4种状态。

2.2 硬件设计

方案采用的均为开关量信号;控制器为西门子 LOGO!6ED1 052-1MD00-0BA6可编程智能控制模块;光电传感器为对射型SICK VS/VE18 4P3140;金属接近传感器为BALLUFF BES M30MI1-PSC22B-S04G,均为高电平输出。传感器安装位置如图6所示,智能控制模块SIMATIC LOGO!的输入、输出点的分配如表1所示。

3 控制程序及其工作原理

3.1 控制程序

该检测方案控制程序如图7所示。设定模块输出点Q1为状态1时输送线畅通,状态为0时输送线发生堵塞。输送线畅通状态只需输入条件I1或者I2单独判定,而输送线堵塞状态则需输入条件I1和I2共同判定。

3.2 工作原理

当输送线是图1状态时,控制模块输入点I1、I2均无信号输入,B004接通延时输出为1,B009接通延时输出为0。B002或门输出为1,B005输出为0,导致B001被置位,Q1为1;当输送线是图2状态时,光电传感器I1和接近传感器I2均检测出罐子的移动信号(经测算:输送线上罐子流动速度为500～600罐/min时,每个罐子经传感器的时间<0.35 s)。B004接通延时输出为1,B009接通延时输出为0,导致B001的R端为0,S端为1,B001置位,Q1为1;当输送线是图3状态时,光电传感器I1信号持续为1,B004输出0,B009输出1。接近传感器I2检测到罐子的移动信号,B008对每个驶过的罐子产生0.15 s上升沿脉冲。B007断电延时0.55 s(罐子流速500～600罐/min,8～10罐/s),所以B007持续保持状态1。B007保持0.80 s以上时,B006输出1,导致B002输出1,同理B011也输出1,导致B005与门输出为0。B001的S端为1,R端为0,B001保持置位状态,Q1为1;当输送线是图4状态时,光电传感器I1信号和图3相同,接近传感器I2有两种情况:持续为0或1。持续为0时,B006输出0,B011输出0,同时B009输出1导致B005输出1,B004为0和B006为0导致B002为0,B001被复位。持续为1时,B008产生上升沿脉冲,但在B007断电延时的0.55 s内,第二个脉冲没有到来,这就导致B007输出0,B006为0,同理B011也为0,B005为1,B002为0,B001保持复位状态,Q1为0。

4 结束语

通过对以上4种罐子分布状态的控制程序分析,可得出结论,文中所提出的方案可准确检测区分出图4的状态。并可通过信号关联及时对自动化生产线上的各个设备进行相关控制。与此同时对于罐头行业自动化生产线上罐子分布状况检测问题在建立、分析、研制过程中,采用光电传感器和接近传感器相结合的方法,使问题得以简化。运行结果表明,所用方法合理,经调试后达到了预期的检测效果。

参考文献

[1]西门子(中国)有限公司.SIMATIC LOGO!智能逻辑控制器技术手册[M].北京:西门子(中国)有限公司,2008.

[2]西门子(中国)有限公司.SIMATIC LOGO!智能逻辑控制器应用文集[M].北京:西门子(中国)有限公司,2005.

[3]张毅.脉冲与数字电路[M].北京:高等教育出版社,1994.

[4]龚仲华.S7-200/300/400PLC应用技术[M].北京:人民邮电出版社,2008.

[5]Balluff.目标检测-接近开关产品手册[M].上海:上海驰缘自动化机械有限公司,2009.

吃水线检测篇2

该文研究的单相电能表的智能自动化检测流水线系统具备故障自诊断机制。该流水线结合专家系统管理平台, 对整个检测流水线系统进行严密的监控, 及时给出故障诊断和解决机制, 防止检测流水线系统出现故障而造成的损失和危害。随着本系统的广泛推广, 将全面克服电能表检测流水线效益低下、故障防御机制差等技术瓶颈, 实现检测流水线故障诊断和故障自愈能力, 促进电能表检测行业技术升级。

1 系统功能需求

单相电能表的智能检测流水线系统能够实现单相电能表自动化上下表、接拆线、检测、分拣、物流输送等作业, 并可在一个整体系统中实现外观检查、耐压、功耗、误差、加封、贴标等多个功能项目试验的流水作业。具体的功能如下:

(1) 主输送线:由直线输送段、顶升横移单元及作为输送载体的工件托盘组成, 实现兼容三种采集终端的工件托盘供送、回送、仓储、拆码盘的全自动输送回收。

(2) 工件托盘仓储系统:设计了三层工件托盘仓储系统, 用来实现指定工件托盘的调用和存储。

(3) 外观检查单元:兼容各种型式规范不同的单相电能表产品的检测, 完成终端外观的拍照、铭牌检查、条码检查、指示灯检查、液晶显示检测等功能。

4) 检测装置拆检线单元:实现多行程对接检测装置根据被检产品类型驱动, 用与电能表检测端子对应侧的压接装置进行对接的功能。

(5) 多合一终端检测装置:通过模拟主站、远程信道和本地信道, 建立了一套适用于实验室检测的模拟架构, 实现对单相电能表性能和功能测试。

(6) 基于专家系统的故障自愈机制:结合各类检测传感器, 对整个系统的实时状态进行监控, 通过专家系统知识库和自诊断机制, 实现系统的故障定位和故障诊断, 并给出相应的应答机制, 提高整个检测系统的可靠性和自愈能力。

2 系统的软硬件设计

2.1 系统的硬件设计

本流水线系统的硬件部分主要由输送系统、检测系统、辅助系统和监控系统四大部分组成。硬件系统的结构框图如图1所示。

2.2 系统的软件设计

系统的整体软件要做到流程顺畅和智能化管理, 实现检测任务下达、检测输送控制、检测装置管理、检测流程设置、数据存储、上传和事后统计分析等功能。系统的软件流程图如图2所示:

2.3 系统的故障自诊断机制设计

本单相电能表的智能自动化流水线检测系统的故障诊断机制通过构建专家系统来实现。专家系统是一个智能计算机程序系统, 其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验, 能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。针对本流水线系统建立的专家系统由知识库、推理机、解释机制和统计分析模块组成。整个专家系统的运作结构示意图如图3所示。

3 系统的检测原理及试验结果分析

3.1 基本原理

计量误差一般采用的工作原理为标准表法。标准表法是指将标准电能表检测的电能与被检测电能表测定的电能进行比较, 确定被检测电能表的相对误差。检测方法一般采用高频脉冲数预置法, 在标准表和被检表都在连续运行的情况下, 记录标准表输出N个低频脉冲时输出的高频脉冲数m, 作为实测高频脉冲数, 再与算定 (或预置) 的高频脉冲数相比较, 计算被检测表的相对误差。计算公式如公式 (1) 所示:

其中, 为标准表或检测装置的已定系统误差 (%) , 不需要更正时记为0;m为实测高频脉冲数;m0为算定的高频脉冲数。

本单相电能表的智能自动化检测流水线系统按照准确度0.1级进行设计, 进行检测时, 单套检测装置批量输出相同标准源对应不同的表位, 开展电能表的批量测试。

3.2 试验结果分析

本项目按照计量标准考核规范对整个自动化流水线系统的各个检测装置做了相关的实验, 以其中的一套数据进行说明, 结果如下所示。

3.2.1 稳定性测试

装置的稳定性反映了计量特性随时间恒定的能力, 不仅与计量标准器本身有关, 还与其主要配套设备在内的测量系统的稳定性有关。通常的做法是选用一台稳定性较好的被测电能表, 在规定的时间间隔之内测量, 通过测量结果的一致程度来进行判断该装置的稳定性。对功率因数为1.0和0.5的单相表进行稳定性测试试验, 测试的结果如图4所示

由试验结果表明, 装置的稳定性指标均小于装置最大的允许误差绝对值 (功率因数为1的允许误差线如图中蓝色虚线所示, 功率因数为0.5的允许误差线如图中红色虚线所示) , 满足要求。

3.2.2 重复性测试

装置的重复性测试反映了多次测量, 所得结果的一致性, 通常用测量结果的分散性来定量表示, 即用单次测量结果的实验标准差Si来表示。在功率因数1.0和0.5时, 分别确定基本误差, 为确保所得到的实验标准差具有足够的可靠性, 应在相同条件下重复测量次数不少于10次。重复性测试的试验结果如图5所示。

由试验结果表明, 装置的重复性满足指标要求, 即绝对值均小于0.1。

4 结论

该文研究的单相电能表的智能自动化检测流水线系统目前已经投入使用, 通过实践运行情况表明, 系统运行较稳定, 智能化程度较高, 设备的故障率较低, 最终检测的电能表准确度高, 社会经济效益好, 为今后大规模的投产使用奠定了一定的基础。

摘要：针对目前国内单相电能表检测流水线效率较低、多数工序仍采用手工操作、劳动强度较高的特点, 该文研究了一种单相电能表智能自动化检测流水线系统, 实现了单相电能表的自动上下料、传输、定位、接拆线、外观检测、耐压检测、智能分拣、粘贴合格证、加装封印和装箱等操作, 提高了系统的工作效率, 解决了电能表大规模检测的难题。通过对系统的重复性和稳定性试验, 表明系统运行稳定, 检测准确率高, 具有很大的推广价值。

关键词：电能表,自动检测,流水线,专家系统

参考文献

[1]龙贵山, 刘磊, 刘颖, 等.电能表自动化检测及智能仓储系统研究[J].电测与仪表, 2013 (5) :95-100.

[2]高利明, 陈卓娅, 张欲晓, 等.一种智能化全自动流水线电能表检测系统[J].河南电力, 2011 (4) :38-41.

[3]周莉.单相电能表自动检测流水线系统的应用研究[J].电气技术, 2014 (2) :59-63.

[4]周莉.单相电能表自动检测流水线系统的应用研究[J].电气技术, 2014 (2) :59-63.

[5]卢世为, 董生怀.单相电能表多功能检测装置的研制与应用[J].电测与仪表, 2009 (S2) :1-4.

麦当劳的培训流水线篇3

对于如何看待人员的训练和发展,麦当劳创始人雷克罗克先生说了两句话,第一句是:不管我们走到哪里,我们都应该带上我们的智能,并且不断给智能投资。所以早在1976年,麦当劳的创始人就已经决心要在人员的发展上做出很大的投资;另一句话是:钱跟智能是不一样的,你可以随处赚到钱,但是你想随处去抓到智能却是不可能的,所以必须花心思去发展。麦当劳认定了训练带来利益:第一,公司相信,有最好训练、最好生产力的麦当劳团队,能够在顾客满意与员工满意上达成企业目标;第二,公司强调在正确的时间提供正确的训练;第三,通过良好的训练,能将麦当劳的标准、价值、信息以及想要做的改变一一达成,这对整个系统的永续经营相当重要。因此,麦当劳的始终把“人”当作一个很重要的资产。

全职业生涯培训

一般企业特别关注的是新员工的入职培训,麦当劳强调的是“全职业生涯培训”,也就是从计时员工开始到高阶主管都有不同的培训计划,通过各区域的训练中心以及汉堡大学进行进阶式的培训,使得麦当劳的员工能够持续不断地学习、成长。

麦当劳的计时员工分为服务员、训练员、员工组长与接待员几部分,这些人都是计时的,麦当劳为什么要培育他们,要给他们这么多的训练?除了传递全球一致的产品与服务以外,更重的是使得麦当劳的员工能够持续不断地学习、成长,成为国际型企业的优秀员工。

以经理这个职业为例,麦当劳的经理不只是从计时员工晋升,也有直接从实习经理培育而成的。当麦当劳在招募实习经理这个职级的时候,视其是否具有做餐厅经理的潜能。在餐厅经理培育的一连串的训练计划方面,就是要训练实习经理可以做到餐厅经理。内容包括从怎么样去经营一个楼面、最基本的餐厅的运作,使顾客的经验非常顺畅,到管理订货、排班几个系统的培训,一直到一个餐厅的领导,怎么样做团队的建立,到企业经营等。首先,一个有文凭的年轻人要当4～6个月的实习助理。在此期间,他们以一个普通班组成员的身份投入到公司各个基层工作岗位,如炸土豆条、收款、烤牛排等。在这些一线工作岗位上,实习助理应当学会保持清洁和最佳服务的方法,并依靠他们最直接的实践来积累实现良好管理的经验,为日后的管理实践作准备。第二个工作岗位则更带有实际负责的性质:二级助理。这时,他们在每天规定的一段时间内负责餐馆工作,与实习助理不同的是,他们要承担一部分管理工作,如订货、计划、排班、统计……他们要在一个小范围内展示他们的管理才能,并在日常实践中摸索经验,协调好他们的小天地。美梦成真在进入麦当劳8～14个月后,有文凭的年轻人将成为一级助理,即经理的左膀右臂。与此同时,他们肩负了更多更重的责任,每个人都要在餐馆中独当一面,他们的管理才能日趋完善。这样,离他们的梦想--晋升为经理,已经不远了。有些人在首次干炸土豆条之后不到18个月后就将达到最后阶段。但是,在达到这梦寐以求的阶段前,他们还需要跨越一个为期15天的小阶段。与前面各阶段不同的是,这个阶段本身也是他们盼望已久的:他们可以去芝加哥汉堡大学进修15天。这是一所名副其实的大学,也是国际培训中心,他们接待来自全世界的企业和餐馆经理,既教授管理一家餐馆所必需的各方面的理论知识,又传授有关的实践经验。麦当劳公司的所有工作人员每年至少可以去一次美国。在成为经理前的主管就要接受不同阶段的培训。中层主管的职责和餐厅经理在两个方面有所不同,一是顾问的技巧,另一是部门的领导。除了训练、营运,还有很多其他专业职能的训练。麦当劳的高层主管,在汉堡大学也要接受一系列的训练课程。高阶主管通常对于从基层到中阶主管的发展已经有某种程度上的掌握,才能做到高阶主管。麦当劳的高阶主管训练有三个方面:全球讨论会、外部发展讨论会及执行辅导。

在麦当劳,无论职位高低,给员工的训练永远是现在进行式,员工的成长也因而持续不断。在迈向个人成功之路上,员工将亲身参与麦当劳独特而完整的训练课程。这种全职业培训也使麦当劳公司的人才流失率很低,部门经理以上层次的人才基本上没有流失。麦当劳认为要想留住人才,薪酬福利很重要,但发展机会更加重要。企业在对员工进行培训时,一定要与他的发展相结合,应当计划一下他在未来的一年、二年内可能达到什么位置,让员工看到发展的前景是很重要的。

培训内容学以致用

为加强培训内容的实用性,麦当劳在培训内容上采取的是“人培育人”的方式,将公司员工培养成具有训练资格的合格人才后,再让其去培育计时工。麦当劳坚信计时工站在店铺最前线每天接触大量顾客,训练提高计时工素质的最终目的,就是向顾客保证提供最高质量的商品、服务和环境,让顾客获得来店用餐的附加价值,而麦当劳店铺本身也因此受到更多顾客的支持,获得更多的赢利。

几乎所有的麦当劳员工一进公司就被派到店铺现场锻炼,在那里穿着与计时工一样的制服,干着与计时工一样的工作。员工在店铺实习工作的最高责任者是店铺的店长,员工每完成一项训练,店长就会在训练进展表的该项栏目中盖上确认印。在店铺的日常工作中店长会给员工创造各种锻炼机会,但是一旦发现问题又会及时进行指导,店长会在营业清闲期通过自己的作业示范纠正员工的操作错误,也会不断地抽时间与员工谈心,来消除员工的疑问和不安,并给予各种建议。

训练人员会微笑着开始向计时工进行柜台服务要领的说明。“当顾客进店时,首先要打招呼。要做到声音响亮、语气亲切、口齿清楚,还要注意说话速度。”训练人员结合自己的工作经验,向新员工说明怎样做才能使来店顾客有宾至如归的感觉。“你一定听说过微笑服务吧?那是麦当劳的名言!亲切的招呼声和灿烂的微笑对来店顾客来说是一种享受。”训练员对微笑服务进行了详细的说明后,又告诉新员工最好能够记住店铺熟客的长相和名字,在熟客来店时如果能够马上认出他或叫出他的名字,那顾客一定会很愉快。

培训方式生动活泼

培训是企业把经营理念灌输给员工的最重要途径。要达到预期效果,不仅要有充实的培训内容,更要有灵活的方式方法。麦当劳在这方面很有特色。比如,在香港麦当劳大学,要讲授如何才能成为一名好的领导,大学教授先让同学们分组,每组都是既有领导又有员工。在小黑板上,老师让大家把自己心目中领导应该具备的素质画出来,然后再用语言讲述出来。有的人说,领导应该既像猫又像老鼠,引来大家一阵笑声。通过这种活泼的形式,员工向此时作为“同学”的领导们反映了自己心目中对领导的希望,而领导也通过这样的沟通直接了解到员工们心目中对自己的看法。接下来,教授还为大家提供了一个体验的机会。学员们两人一组作为合作伙伴,自愿选择担任领导还是下属,大家要合作完成一项任务:在一个空心的大M里画一条线,不能超出M的轮廓。条件是下属闭上眼睛,只能动手,领导可以用语言对下属进行提示,但不能动手。在合作中,一部分学员在游戏中将现实的身份位置作了对调,领导当了一回“下属”,下属则做了一趟“领导”。一场游戏下来,在分享感受时,大家都感触良多:领导说,通过游戏发现,对下属一味指挥是不够的,还需要多些鼓励和引导;下属也理解了领导肩负责任的沉重和压力,明白了身为领导的难处。

培训效果科学评估

麦当劳人力资源管理的一个重要方面,就是努力去完成“反应、知识、行为、绩效”等四个层次的培训评估。

第一个层次:“反应”。就是在上课结束后,大家对于课程的反应是什么,例如评估表就是收集反应的一种评估方法,可以借由大家的反应调整以符合学员的需求。

第二个层次:对讲师的评估。每一位老师的引导技巧都会影响学员的学习,所以在每一次课程结束后,都会针对老师的讲解技巧来做评估。在知识方面,汉堡大学也有考试,上课前会有入学考试,课程进行中也会有考试,主要是测试大家透过这些方式究竟保留了多少知识,以了解训练的内容是否符合组织所要传递的。除此之外,汉堡大学非常重视学生的参与,会把学生的参与度量化为一个评估方法,因为当学员提出他的学习,或者是和大家互动分享时,我们可以知道他的知识程度,并且在每天的课程中去做调整,以符合学生的学习需求。

第三个层次:“行为”。在课程中学到的东西,能不能在回到工作以后改变员工的行为,达到更好的绩效。在麦当劳有一个双向的调查,上课前会先针对学生的职能做一些评估,再请他的老板或直属主管做一个评估,然后经过训练三个月之后,再做一次评估;因为学生必须回去应用他所学的,所以我们会把职能行为前后的改变做一个比较,来衡量训练的成果。这个部份在企业对员工的培训训练方面非常重要,这也是现在一般企业比较少做到的,因为它所花的成本较大,而且分析起来也比较困难,所以很多企业都放弃没有做到。汉堡大学很努力推动这个部分。

水尺标志勘划与吃水量计篇4

1 水尺标志被忽视的表现

有些验船师对船舶水尺标志的概念模糊不清,分不清水尺标志的水平线段的上缘、下缘与计量吃水值的关系。

部分设计部门仅在船舶设计图纸技术要求栏上说明水尺标志用堆焊焊在外板上,但在实际操作中,堆焊的水尺标志在精度上比较差。

许多小型船厂常常发生勘划错误。如一家造船公司在某海事巡逻艇上制作的水尺标志,中部水尺标志勘划在外倾式舷侧面上,该舷侧面与基平面约成60°角,而沿舷侧面自0.6 m吃水线下缘量至1.2 m吃水线下缘,仅为0.60 m,这明显是勘划错误,与吃水是垂直距离的概念不相符。

船检法规和规范对水尺标志的要求也不够突出。如中国船级社现行的船舶建造规范根本就没有水尺标志的内容;中华人民共和国海事局现行的《船舶与海上设施法定检验规则》之《国内航行海船法定检验技术规则》(2004),及其2006、2008年修改通报也没有水尺标志的内容;而中华人民共和国海事局现行的《船舶与海上设施法定检验规则》之《内河船舶法定检验技术规则》(2004)中的“水尺标志”是错误的,其水尺数字的下缘与水平线段的下缘根本不相平齐,甚至高出长水平线段的上缘,有违水尺标志的准则。虽然其2007年修改通报作了纠正更改,但其中所述主要内容仍显不严谨。比如,规则规定:“1.1水尺刻度线由垂直线段(首、尾处可采用斜线段)和水平线段组成。垂直线段(斜线段)的宽度为20 mm;从垂直线段每隔20 mm引出一条高20 mm的水平线段(两个相邻水平线段之间相距20 mm),水平线段的长度有80 mm (简称长水平线段)和40 mm (简称短水平线段)两种,每隔200 mm设一条长水平线段(两条长水平线段的下缘之间相距200 mm),其余为短水平线段。长水平线段下缘表示以0.2m为倍数的吃水值”。该规定忽略了一个重要的前提或者说缺失一个重要的约束条件,即水平线段的高度及其间距都是指与平板龙骨外表面垂直方向上的尺寸。如果以3个互相垂直的平面的交线建立空间直角坐标系,即以船体中线面与基平面的交线为X轴,以中站面与基平面的交线为Y轴,以中线面与中站面的交线为Z轴,则水尺标志中水平线段的高度和水平线段之间的距离,均是指沿着Z轴方向的尺度。换言之,即仅有当水尺标志勘划在与平板龙骨外表面垂直而且是平面型的外舷侧面上,其水平线段的高度才是20 mm,两长水平线段下缘之间相距200 mm,而大多数船舶的舷侧面是曲线面。

2 水尺标志勘划与吃水量计的重要性

2.1 对船舶航行安全性有影响

水尺标志勘划不准确,则载重线勘划肯定不正确。载重线是船舶承重能力的安全警戒线。载重线勘划不正确,必然导致船舶实际最小干舷不准确。船舶实际最小干舷偏小,则船舶不能满足结构强度或稳性要求。一些因船体断裂而沉没的装运砂石的船舶,就是由于严重超载,导致结构干舷高度不足所致。而实际最小干舷偏大则减少了船舶的最大载货量,影响船主的经济利益。

2.2 影响船舶完工稳性计算

船舶重心位置对船舶的稳性影响最大。船舶制造企业大都采用倾斜试验的方法来测定空船重量和重心位置,倾斜试验的精确度主要取决于船舶试验状态时吃水的量计,而测量吃水的精确度取决于正确勘划水尺标志和选用的吃水测量设备。事实上高精确度的倾斜试验报告,是编制高质量稳性报告书的基础和前提,而稳性是保证船舶安全航行的基本性能。

2.3 对船舶其他性能有影响

测定的船舶重量及重心位置除了对船舶的稳性有重要影响外,还对浮性、抗沉性、快速性、耐波性以及强度的核算等产生一定的影响。

2.4 检测船体变形量的有效方法

根据船舶的首、尾吃水可以计算出船中吃水值,当实际船中吃水值大于计算吃水值时,说明船舶发生了中垂;反之说明船舶发生了中拱。如果空船状态吃水正常,没有中拱、中垂或翘曲现象,而重载时发生了中拱、中垂或翘曲,则对判定装载是否均匀合理及分析船体弹性变形程度具有一定价值。

2.5 检验船舶设计水平

在准确勘划水尺标志和用高精确度仪器测量吃水的情况下,如果实船吃水与设计吃水偏差较大,则说明该船舶的设计水平不高。

2.6 检验船舶建造水平

在准确勘划水尺标志和用高精确度仪器测量船舶吃水的情况下,发现主船体存在明显的中拱、中垂或翘曲现象,则说明船舶建造质量低劣。

2.7 水尺计重法计量船舶载货量的准确性

它是通过测算运输船舶重载吃水值和卸载后吃水值,并依据该船静水力曲线图查算船舶重载排水量和卸载后排水量,从而计算船舶载运货物之重量。其基础是船舶吃水测量。对运输矿石、煤炭、砂石等散装货物的船舶,一般都是用水尺计重法来计量运载货物量。这时,船体就是秤,水尺标志就相当于杆秤的秤星、磅秤的刻度,而卸载后排水量就相当于皮重。皮重不准、秤星不准或检测不准,必将对吃水量计结果的准确性产生影响。淮安市某省属大型水运企业多年为电厂专业运输煤炭,其600、1 000、1 500吨级驳船由于水尺的勘划不正确,过去经常发生载货吨位摩擦情况,多次要求船检部门介入计量。对此,淮安市地方海事局经过3年时间,对各类型船舶进行实际测量、重新勘划载重线和水尺标志,解决了该类纠纷。

3 水尺标志如何制作和勘划

3.1 勘定高度基准线

应在船台的高度标杆上,确定载重线所对应的水尺标志刻度线的位置,或载重线所邻近的整数刻度线的位置。如载重线所对应的吃水为3.30 m,则可以在船台的高度标杆距离平板龙骨的外表面3.30 m处划一道水平横线,然后用水平仪或水平软管将3.30 m高度线勘划到船体外舷侧面上相应位置处,作为水尺标志制作的高度基准和水尺标志安装时的高度定位基准。这样,可避免因累计误差而影响载重线的准确性。

3.2 采用样板纸制作水尺标志

当水尺标志勘划在与平板龙骨外表面所在的平面垂直且为平面型的舷侧面上时,或者当水尺标志勘划在与平板龙骨外表面所在的平面倾斜但为平面型的舷侧面上时,按以上所述方法,确定一条高度基准线,再在水尺标志的下端确定一条辅助高度基准线,等分两条基准线即可勘划出水尺标志。若水尺标志在呈“U”形剖面的外舷侧面上或球鼻首上,此时外舷侧面既不与基平面垂直又是曲面型,则应将样板纸贴在待勘划处,首先勘划好垂直线段或斜线段的基准线,然后将船台高度标杆上水尺标志垂直方向的尺寸用水平仪或水平软管逐一勘划到样板纸上。展开样板纸后,水尺标志水平线段的高度和两相邻短水平线段的间距都将略大于20 mm。

3.3 精加工水尺标志

根据船体舷侧外板的厚度,选择用3～6 mm钢板制作,将勘划好水尺标志的样板纸胶贴在所选钢板上,在钢板上精心勘划出水尺标志。为防止气割变形,建议用铣削和手工锉削加工。

4 水尺标志勘划的要求

水尺应以船底平板龙骨的外表面作为勘划基准点。对首、中、尾水尺应按整数水尺位置进行水平校核并修正后,方可勘划。水尺的最低标志线至少应保证空船状态时能正确辨明实际的吃水,最高标志应超出各自航区的载重线。

水尺标志由水尺刻度线和水尺数字组成,水尺刻度线和水尺数字的位置必须符合规定,水尺读数的线粗为20 mm,数字的字高100 mm,字宽60 mm。水尺刻度线中,在长水平线段的下缘标注水尺读数,水尺读数的下缘与长水平线段的下缘平齐,吃水达到水尺数字下缘时,即表明为该数字所示的吃水,而载重线是以上缘为准的。

首、尾端两舷的水尺标志应尽可能在首、尾垂线处,以便与计算条件吻合。当勘划确有困难时,可根据实际情况平行引伸勘划成阶梯状。勘划船长中部两舷的水尺标志时,水尺刻度垂直线段的右边线应在离载重线圆环中心左舷600 mm处进行,且水尺开口背向圆环。船舶左、右舷水尺并不在同一横剖面上,而是相差1 200 mm。

对水尺标志勘划方面的问题还应征求船主意见,因为有时设计及施工图样不甚明确,需要在位置偏差、尺寸偏差和形状偏差等方面加以注意。对船体有线型曲度的,特别是外板倾斜度较大的那一段水尺标志,水尺高度应由放样确定、制作、勘划,每个水尺数字的底缘装焊于该数字所指的水线位置;对于小型船舶按船主需要,可增加由长短线段组成的水尺。

焊接水尺标志时,焊脚高度应低于钢板厚度,以确保水尺标志的边缘整齐清晰和方便检测量计。

水尺标志的勘划应清晰可辨。当船舷为暗色底时,应用油漆将其刷成白色或黄色;当船舷为浅灰色底时,应用油漆将其刷成黑色。

参考文献

[1]JT/T 227—1996.驳船水尺计重技术规程[S].

[2]陆俊岫.船舶建造质量检验[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,1995.

[3]中华人民共和国海事局.内河船舶法定检验技术规则[M].北京:人民交通出版社,2003.

产品流水线自动称重喷印系统篇5

如今,工厂为了提高生产效率,优化生产过程,通过作业细化分类,使用多工序流水连续作业的生产线以满足快速高效生产的要求[1]。但是在很多工业品生产过程中,作业者需要对工业品重量进行测量,并将重量、生产日期、编号等生产信息喷印在其外壳上。在很多实际生产环境中,作业者从流水线取下产品放置于称重设备上,记录产品重量以后,使用刻有数字的印,将重量、时间等相关信息压印于产品外壳上。针对此本文设计了一套产品流水线自动称重喷印系统,可以极大地提高其生产效率,降低生产成本。

1自动称重喷印系统组成

本系统由电子秤、喷码机和连接控制器组成,系统原理图如图1所示。电子秤安置于流水线皮带机的旁边。工作人员将产品从流水线上取下,放置于电子秤上。当显示器显示称重完毕后,工作人员将产品从电子秤上取下,放置于喷码机的皮带机上。喷码机自动将产品信息(重量、号码、日期等)喷印于产品上。

为满足实际生产要求,电子秤采用德国的赛多利斯Signum工业秤。它采用应变片称重传感器,性能优越,操作简单,能适应任何工业环境,并根据不同的工业环境,可以设置不同的精度和量程,分辨率可达到1/35 000或者1/350 000。Signum工业秤的外壳采用不锈钢材质,坚固耐用,其除能完成最基本的精密称重任务外,还具有计数、计算等功能,采集到的重量数据可以通过RS232串行接口发送出去。

喷码机采用美国赛创立公司生产的ci系列连续式喷墨编码机ci1000,喷印速度高达470 m/min,几乎可以在任何材料(金属、塑料、玻璃、纸张、木材等等)上喷印,其防护等级为IP65,防水防尘,完全可适应恶劣的工业生产环境。

连接控制器是整个系统的中枢,用于连接电子秤和喷码机,通过RS232接口采集电子秤的数据,再将重量信息通过RS232接口发送给喷码机。由于在产品上喷印的信息必须符合一定的规格和内容,连接控制器不仅要接收称重数据,还需要对内容进行加工编辑,加入产品批号和生产日期等信息。在流水线上,产品的间隔随机分布,连接控制器需要记录每次称重的时间间隔,并通过时间间隔的判断,按照一定速率将称重信息发送给喷码机。

2连接控制器的硬件组成

主要以美国TI公司的MSP430系列单片机构成的连接控制系统,包括电源电路、RS232接口电路、显示报警电路、复位电路等。MSP430系列单片机是一款16位超低功耗、采用精简指令集的混合信号处理器,具有丰富的片上外围模块,内置有看门狗、定时器A/B、串口0/1、硬件乘法器等;在运算速度方面,在8 MHz晶体的驱动下,实现125 μs的指令周期;超低功耗,具有5种工作模式,最低电流小于1 μA;适应工业级运行环境,MSP430系列单片机可在环境温度-40 ℃～+85 ℃稳定运行。本系统中采用MSP430系列单片机中的MSP430F149单片机,具有60 kB Flash的ROM,2 kB SRAM,3组时钟,两路串行数据接口[2]。

连接控制器的电源电路与喷码机接口的第10口通过导线相连,可取得+12 V的直流电源,通过7805三端正稳压电路,可输出标准的+5 V电压,再通过LM117稳压电路,可将+5 V电压转为MSP430系列单片机的工作电压+3.3 V。电源电路图如图2所示。

由于连接控制器需要同时与电子秤和喷码机进行数据通讯,因此采用两路串行数字接口,一路负责接收电子秤的称重数据,另一路负责向喷码机发送产品的喷印信息。两路串行数字接口电路图如图3所示。

当获得稳定的电子秤的称重数据以后,连接控制器会通过灯光和声音提示工作人员将产品从电子秤上拿下来,放到喷码机的皮带上。连接控制器还会通过内部定时器记录称重的时间间隔,并按照一定速率将称重信息发送给喷码机。

3连接控制器的软件设计

当MSP430F149单片机的串行数据缓存接收到电子秤发送的称重信息时,触发连接控制器将连接控制器从休眠状态唤醒,转为工作状态。当记录6次有效相同信息后,连接控制器确定为一次成功接收,发出声光提示工作人员从电子秤上拿下产品。当记录6次有效电子秤没有称重的信息后,确认拿走产品,并将称重信息与该产品的编号和日期打包通过串口2发送给喷码机,软件流程图如图4所示[3]。

4结束语

本文设计了一套基于流水线的自动称重喷印系统,该系统能够在产品流水生产线上快速对产品进行称重和喷印重量、生产日期等信息,节省了人力物力,提高了流水线的生产效率。

参考文献

[1]黄璟璟.浅谈流水线技术[J].无锡南洋学院学报,2007(4):36-39.

[2]吴怀超,王海南.MSP430和MCS-51单片机在数据采集中的应用比较[J].自动化技术与应用,2010(11):111-113.

盘形制动器流水线建设篇6

关键词：盘形制动器,流水线,产品质量,市场需求

0 引言

盘形制动器是机车制动作用的执行机构, 如图1所示。自2011年开始, 已装车近5 000套。但其粗放式集体作业, 不仅效率低下, 而且工艺调理不清晰、过程混乱、追溯性差、质量难以控制。所以为提高产能、保证质量, 有必要建设盘形制动器流水线。

1 建设过程

1.1 前期准备

1.1.1 流水线生产模式确定

2012年1月起, 公司先后组织技术人员赴常州、苏州、南京、青岛等地企业调研。通过了解, 其流水线各工位分工明确、作业时间一致、节拍稳定、生产均衡准时。过程可控、质量稳定, 产品一次性合格率高。

根据外出学习经验, 结合盘形制动器自身结构及组装工艺特点, 决定建成线外部件组装、线上双流并行生产模式。

1.1.2 理论分析

确定流水线生产模式后, 开始从产品结构、工艺方法、产能节拍、人员设备、工装工具等方面, 逐步分析产品组装过程中的各个工步, 识别瓶颈、难点。或采用自动化设备, 或调整作业顺序, 或拆并工步等, 从多方面提出优化方案, 通过分析, 确定人、机、料、法、环、测等产品组装全过程的相关要素, 初步形成产品全新组装工艺, 为下一步工作做好准备。

根据工步作业内容, 结合全新组装工艺, 参考现组装实际过程, 考虑到操作人员生理需求、作业疲劳等因素, 给予一定宽放后, 预估出各工步作业时间Ti, 汇总出单件产品组装时间T1。。根据市场需求预期, 确定流水线应达到的年度产能C, 由年度产能C和年度总工作时间T2确定工作节拍B, B=C/T2。由单件产品组装时间T1和工作节拍B得出流水线所需工位数N, N=T1/B。

根据工位数、工作节拍及流水线模式确定线上工位和线外部件组装工位数量, 同时将各工步分到各工位, 确定各工位作业内容。

1.1.3 硬件搭建

根据全新组装工艺, 逐步对各工步设计制作工装、选用工具, 先后绘图120余幅, 制作工装50余套;编写技术要求, 采购诸如油压机、气压机、机械手、试验台、吹扫枪、吸尘枪等自动化设备共计30余套;为每个工位配置钳工桌、物料架;通电、通气。为各工步组装做好硬件上的准备。对于流水线的核心结构流水线主机, 通过多方调研了解, 选定符合线上双流并行生产的流水线主机, 通过在主机外设置钳工工位, 其能很好地满足线外同步、线上并行的生产模式。

1.1.4 布局、物流

根据前期确定的流水线生产模式, 结合车间大小和精益生产的要求, 将物料架、设备等放在工位边, 方便工人随手取放物料、操作设备;将部件组装工位放在流水线工位边, 以便线外物料向线上流通。布局时预留出物流通道, 以方便配料车转运;为节约厂房空间及缩短线内工位间物流路线及物流时间, 将流水线布置得尽量紧凑, 并最终形成工艺布局图及物流路线图。

1.1.5 文件制度编制

为指导工人作业, 对各工序均图文并茂地编制了组装工艺规程、标准作业要领书等指导性文件, 并编制工位作业内容、物料清单、工装工具清单等文件, 说明工位信息。为保证流水线正常运转, 亦编制了《5s管理办法》《工具管理临时规定》《TPM管理临时规定》《流水线作业管理办法》《流水线质量控制点和控制方案》《流水线异常处理办法》《设备点检记录》等规章制度文件, 形成了较为完整的流水线运行制度体系。

1.1.6 人员培训

为使工人了解流水线生产模式, 先后对其培训七大任务、职责分工、基础工艺、精益生产基础知识、工位制节拍化、工位标准化作业等知识, 使之理解流水线生产模式, 掌握产品新组装工艺, 后期流水线试运时亦进行实作演练, 以确认工人具备流水线作业所需技能。

1.2 流水线搭建、运行

1.2.1 搭建、验证

前期工作完成的细致、全面, 为后期流水线搭建创造了极大的便利。2012年10月, 公司新厂房建成投入使用, 各项硬件设施也已就位, 便开始流水线搭建工作。流水线的工艺布局图是按厂房预留区域1∶1绘制, 故选好基准, 将各硬件设施按图纸尺寸放置即可。位置定好后, 便开始在地面开槽, 向工位设备接气、接电并最终完成流水线硬件设施的搭建。

进入调试阶段。对优化后的组装工艺过程从设备、工装工具、作业方法、作业顺序等多方面一一验证, 对发现的问题及时整改。经过调试、验证、整改, 流水线状态良好, 达到预期效果。

1.2.2 验证、试运

产品新组装工艺在硬件设计搭建完毕后即进行验证, 通过验证以确定工装设备能否满足要求, 操作是否简便, 有无安全隐患;工具型号规格是否合适, 流水线运行是否流畅等内容。通过全面验证, 找出问题及时整改, 为流水线整体试运做好准备。

试运是按原设想线下同步、线上并行方案进行, 通过试运以验证工位间作业是否协调同步, 有无瓶颈, 流水线式生产能否流畅、持续进行。试运阶段, 工人操作不熟练, 管理、分工尚有缺陷, 故存在不少问题, 后期也都逐步予以解决。

1.2.3 效果

经过一年的精心建设, 2012年12月底, 公司迎来中国南车总部专家团的检查。经评定, 盘形制动器流水线荣获中国南车“三星级示范线”最高荣誉称号。

流水线投入生产后, 取代了集体粗放式生产, 效果良好, 运转流畅。工位作业内容明确, 物料配送到位, 工具配置齐全, 工人无需走动, 寻找工具物料, 生产有序进行, 过程简化, 质量可控, 劳动强度降低, 生产效率提高, 现场整洁美观, 工人反映良好。

2 结语

经过一年多, 各部门多方面努力, 克服流水线建设过程中出现的经验不足、认识欠缺等问题。最终实现盘形制动器的流水线节拍化生产, 并得到中国南车总部的认可, 达到预期目标。流水线建设工作也是一次很好的学习过程, 借此我们对流水线节拍化、精益生产等方面有了全面深刻的认识, 对后续工作亦有所裨益。

参考文献

[1]刘豫湘, 陆缙华, 潘传熙.DK-1型电空制动机与电力机车空气管路系统[M].北京:中国铁道出版社, 1998.

单功能流水线调度模拟实现篇7

关键词：流水线,单功能,性能指标

人们在选择cpu的时候可能会忽略掉流水线这个指标, 然而实际情况中确实存在cpu主频较低, 但由于流水线的原因使得cpu性能优于主频高的。所以不管是专业人士还是普通用户, 了解一些关于流水线技术的知识是非常有必要的。顾名思义, 流水线技术是将一个重复的过程分成多个子过程来让专门的部件去实现, 它是一种并行处理实现技术, 在程序执行时实现多指令重叠操作。指令预取, 译码, 执行, 写回结果是经典奔腾每条整数流水线的四级流水过程。按照这个过程, cpu中指令便可以连续不断地进行处理, 相对于没有流水线的cpu来说显然速度要更快一些。

1 流水线产生背景及其影响因素

流水线技术最初来自于工业制造[1]。以汽车装配为例, 汽车装配要经过四个步骤:1) 制作车身外壳和底盘部件;2) 将各部件焊接成车身;3) 为车身和主要部件上漆烘干;4) 总装, 即把所有零件组装成车。四个步骤对应于四个工人, 若不采用流水线作业, 一辆汽车要经过这四个步骤之后, 下一辆汽车才能够开工, 每一个工人在工作的时候, 另外三个工人都处于空闲的状态, 造成了人力资源的极大浪费。而如果采用流水线作业, 第一个工人在完成自己的任务之后可以交由第二个工人继续完成, 而第一个工人此时可以开始下一辆车的装配, 以此类推, 四个工人都没有闲置而处于工作状态, 这样不会有浪费, 也极大地提高了生产效率。影响cpu中流水线技术的因素[2]很多, 比如两条指令如果需要同一个运算部件 (类似于同一个工人) , 这样就会出现争用资源的现象;又如a运算需要用b运算的结果作为初值, 那么a运算必须等到b运算结束之后才能运行, 这称为数据相关;此外, 条件转移也会对流水线产生影响:对于条件转移指令, 必须等判断结果出来之后才能决定下一步的方向, 这种因素带来的影响要远远大于数据依赖。

2 流水线分类

按照流水线完成的功能分类, 可将流水线分成以下三类:

2.1 单功能流水线

单功能流水线指一条流水线只完成一种固定的功能, 如浮点乘法器流水线只完成浮点乘法的功能, 这种流水线多用于数字信号处理器 (DSP) , 使得各处理器可以并行完成各自的功能。

如图[3]所示是一条4段浮点加法器流水线计算浮点数的和的演示:

2.2 多功能流水线

不同于单功能流水线, 多功能流水线通过不同的连接方式连接流水线各段, 使得流水线在不同时间内或者同一时间内实现不同的功能。此种流水线用于输入任务是不连续的情况。

2.3 静态流水线

静态流水线和动态流水线都是针对多功能流水线而言, 静态流水线指的是在同一时间段内, 流水线的每段只能以某种固有的方式连接并只实现某种特定的功能。此时只有程序中出现连续的同一种运算, 静态流水线才能充分发挥其效率, 原因是只有以这种连接方式工作的任务全部完成之后, 流水线才能更换连接方式来实现其他的功能。

2.4 动态流水线

动态流水线与静态流水线最大的不同是其各段可以在同一时间段内按照不同的方式连接以达到同时完成多种功能的目的。但这种连接是建立在各功能部件不能发生冲突的条件之上的。由于动态流水线允许两种不同的运算同时运行, 所以流水线效率要高过静态流水线, 其硬件控制也更加复杂。

3 流水线性能指标

吞吐率、效率和加速比是衡量流水线性能的三个指标[4]。

3.1 吞吐率

流水线在某特定的时间内处理或输出的结果数量就是流水线吞吐率, 即用完成的任务数比上完成这些任务所用的时间。

下图是图一所示的流水线求得的吞吐率。

为求得流水线的最大吞吐率, 可以用1比上完成每个任务所花时间的最大值。由此可知流水线的最大吞吐率受到流水线中最慢的那个子过程的限制, 即所谓的瓶颈。消除瓶颈的关键在于减少流水段的处理时间。方法一是在瓶颈部分设置多条相同流水段来并行处理;方法二是将瓶颈部分的流水线分拆来使任务充分流水处理, 并在各小段中加上缓存寄存器。

3.2 加速比和效率

流水线在串行模式下的工作速度和流水线模式下的工作速度的比值即流水线的加速比。流水线的性能越好, 加速比越大。流水线的效率指的是各部件的利用率, 即处于工作状态的部件和总部件的比值。

下图是图一中流水线的加速比和效率。

用流水线时空图来计算衡量流水线性能的这三个指标是非常方便简单的。

4 单功能流水线调度模拟实现

存储时空图的数据结构及相关变量。

private s tatic int s pace=4;//功能部件大小

private s tatic int ins truct_num be r=5;//指令的数量

private s tatic int TIME=s pace+ins truct_num be r-1;

以四段单功能 (ED求阶差, EA对阶, MA尾数加, NL规格化) 流水线浮点加为例, 5条指令作为模拟, 计算流水线的三项性能指标, 即吞吐率、加速比和效率。

实现代码如下:

参考文献