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1、铁道行业2017年度QC小组成杲发布资料VA融雪电伴热带节能监控装置的研制XX铁路局XX西站XX工匠QC小组、小组概况XX西站XX工匠QC小组严格落实总公司、路局和车站关于“强基达标、提质增效”工作的要求，小组成员在组长的带领下，活动中时刻秉承着“工匠”精神，不断开拓创新，实现“年年有成果”，推进了车站房建专业化管理水平不断提高。J1 .小组基本概况小组概况介绍小组名称XX工匠QC小组课题名称融雪电伴热带节能监控装置的研制成立时间2014年8月注册时间2016年4月注册编号X课题类型创新型课题起止日期2016.42017.3接受QC教育48小时小组成员概况序号姓名性别学历职称组内分工1男大学本
2、科高级政工师组长2男大学本科工程师监督检查3男大学本科助理工程师数据分析4男大学本科助理工程师监控数据5男大学本科助理工程师成果撰写6男大学本科助理工程师收集资料7男大学本科助理工程师工具运用8男大学本科助理工程师工具运用9男大学本科助理工程师统计分析10男大学本科助理工程师统计分析本课题使用技法调查表、甘特图、柱状图、系统图、对策表、流程图、雷达图。表1制表人：XX制表时间：2017年3月20日二、与本课题相关的设备简介:电伴热带是由导电高分子复合材料和两根平行金属导线及绝缘护套构成的扁形带状电缆，具有正温度系数“PTC”特性，材料电阻率随着温度升高而增大，并在一定温度区间电阻率急剧增大，能
3、随被加热体系的温度变化自动调节输出功率。当有电流通过时，随着电伴热带温度升高，电缆电阻同时升高，从而实现电伴热带的输出功率随着其温度的升高而降低。电伴热带广泛的应用于液态物体在管道中输送和罐体的防冻保温、维持工艺温度、加热公路、坡道、人行横道、屋檐及地板等。电伴热带结构示意图PTC特性电阻一_温度曲线提出方案并确定最佳方案制定对策表A;实施对策D确认效果C标准化A-7总结和下一步）打算，图1制图人：XX制图时间：2016年4月1日三、设定目标及目标可行性分析1.设定目标本课题的愿景是改电伴热带设备全天候运行为对电伴热带设备全天候监控，则必须实现融雪电伴热带运行实现4小时人工监控为24小时全天候
4、自动监控；进而满足融雪电伴热带每月每百米月耗电量由10800度下降到每月2500度以下上级下达的耗能指标要求。（监控升上去，耗电降下来）J1.枝时同才上去我校图图2ft:栗海生 2016年5月7日靶干束施就用图3Wx:颗生1.fl叩16年5月7日2.目标可行性分析（1）融雪电伴热带的运行24小时全天候自动监控的可行性分析：当今自动化监控技术已经在建筑配套设备领域广泛应用，实现对设备运行状况的实时监控，进而实现自动控制技术水平已经非常成熟。将自动化监控技术引入XX西站融雪电伴热设备，从而实现融雪电伴热带运行24小时全天候自动监控的目标在技术上可行。融雪电伴热带每百米月耗电量2500度的可行性分析
5、：融雪电伴热带在降雪期间运行为有效运行时间。通过统计气象资料，列表如下:2011年以来百米电伴热带有效耗电量序号年份有效运行时间有效耗电量12011年8.4天3024度22012年9.6天3600度32013年11.5天4140度42014年7.5天2700度52015年6.5天2340度注：有效耗电量=有效运行时间X24hX15kwh（每百米电伴热带功率为15kwh）表3制表人：栗海生制表时间：2016年5月15日自2011年XX西站站房扩建以来，最高降雪天数为11.5天（换算为276小时），如每年都按最高降雪276小时计算，每百米电伴热带功率为15kwh,每百米年耗电15X276=4140
6、（度），平均月耗电量为1010（度）2500（度）。因此，融雪电伴热带每百米月耗电量降低到2500度以下是可以实现的。本小组创新融雪电伴监控装置具备的资源条件：资金支持方面，车站高度重视我小组提出的解决电伴热带运行安全隐患和降低电能消耗的思路，自小组课题注册后，领导给予小组活动资金10万元研制经费技术力量方面，小组成员全部为本科学历，具备分析问题和解决问题的能力，通过小组成员齐心协力，能够顺利完成该装置的研制。小组经验方面，小组以前曾成功研制XX西站智能照明控制装置和污水泵自动控制装置，以上两个装置均处于持续稳定运行中。四、提出方案并确定最佳方案在确定课题目标后，小组利用头脑风暴法，召开了方案
7、提出论证会议,在总方案的设想上提出了如下两种监控方式：一、提出方案：1.监控方式的选择监控方式视频监控传感器监控图4制图人：XX制图时间：2016年6月5日小组成员通过模拟实验的方案对两种方案进行对比:监控方式选择方案对比分析表项A斤视频监控传感器监测模拟实验在天沟内安装摄像头采集周围环境视频影像，通过数据线将视频信号传输到中控平台，值班人员通过监控视频影像中天沟降雪、积冰情况，手动控制电伴热装置启动/停止，实现远程监控。在天沟内电伴热前端安装传感器采集户外气温、雨雪等气象信息，通过模拟量模块转换为稳定的数字信号传输给P1.C模块进行逻辑计算后传送到中控平台，中控软件通过对数字信号进行分析后发
8、送反馈信号控制电伴热带。优点装置结构简单，装置无需配套模块视频影像直观反映天沟周围天气条件能够准确的采集到室外温度信息，并采集室外雨雪情况，两者共同控制电伴热带可实现自动控制，无须人员不间断盯控，节省人力造价低，安全性高缺点不能实现自动控制，需人员24小时不间断值守，耗费人力无法采集到室外温度，开启条件判定不准确数据量大夜间可视效果差高清摄像头造价高需配置模拟量转换模块，控制柜结构复杂采集信息为模拟量信号，不直观总体评价视频监控方式存在较多缺点，直接影响监控效果，传感器监测虽然也存在缺点，但不影响监控效果。结论淘汰选择表4制表人：XX制表时间：2016年6月5日2、温度传感器感温探头方案选择图
9、5制图人：XX制图时间：2016年6月6日通过查询技术资料，详细整理了以上两个型号的感温探头的技术特征和应用情况，进行了以下对比分析，如下表：温度传感器感温探头方案对比表型数据0C限值精度价格应用领域结论PT1.OOO热电阻1000欧姆10003000元科研淘汰PT1.oo热电阻100欧姆100900元工业选定表5制表人：XX制表时间：2016年6月7日经过对比，结合课题目标，综合分析两个方案精度、应用条件、造价等指标，最终确定选择PT1.OO为最佳方案。3、数据传输介质方案选择图6制图人：XX制图时间：2016年6月10日小组成员提出了3个目前数据传输常用的介质，分别是：网线传输、Wifi传
10、输、光纤传输，并对3种方案最大传输速度、传输稳定性、造价三个参数进行对比分析：数据传输介质方案对比表最大传输速度传输稳定性造价结论网线传输250Mbps100米以上会造成网络信号明显衰减超五类网线200元/百米，其他配套设备3000元每套淘汰wifi传输距离越近、速度越块，与路由器传输能力有关遇到隔墙或楼板网络信号会明显衰减网络交换机等设备全套共需10000元淘汰光纤传输IGbps传输距离能达几十公里不会出现数据丢失单芯光纤100元/百米，其他配套设备2500元每套选择表6制表人：XX制表时间：2016年6月110经过对比，小组成员发现，光纤传输方式在传输速度、传输稳定性、造价三个方面均具有优
11、势，因此小组成员将数据传输介质确定为一一光纤。4、控制柜P1.C方案选择小组成员确定控制柜CPU为可编程控制器P1.C,并提出以下两个方案:西门子S7-300和西门子S7-200,并对两种方案进行对比，见下表：一西门子S7-300CPU的选择H;二西门子S7-200图7制图人：XXJ日控制柜CPU方案对比表配置翁西门子S7-300西门子S7-200处理速度0.8-1.2ms0.8-1.2ms存储器2k2k模拟量128路35路数字量1024点248点适用范围中型或大型控制装置的控制单机控制或小型装置的控制结论淘汰选择表7制表人：XX制表时间：2016年6月15日经过以上对比，结合实际需求，因控制
12、点位需求小，P1.C选择适用于控制小型或单体装置的西门子S7-200。5、监控平台中控软件的选择监控平台中控软件的选择图8制图人：XX制图时间：2016年6月16日小组成员详细调研了行业内应用广泛的工业组态软件，最终小组成员通过讨论，提出了以下三种软件方案：西门子WinCC组态软件、通用电气iFIX组态软件、XX昆仑MCGS组态软件。并对三种软件进行对比分析，见下表：中控软件方案对比表项WinCCiFIXMCGS品牌德国西门子美国通用XX昆仑应用领域自动化工业控制领域均适用自动化工业控制领域均适用冶金、化工生产流水线控制自定义程度较高高一般与S7-200匹配性完全兼容兼容性一般较差运行稳定性W
13、indows操作装置下流畅Windows操作装置下流畅Windows操作装置下流畅售价5万15万3万性价比高低一般结论选择淘汰淘汰表8制表人：XX制表时间：2016年6月18日对比三个方案运行情况，综合分析，西门子WinCC最佳选择Q二、确定最佳方案：经过以上方案选择，最终确定最佳方案为：视频监测J融雪电伴热带 节能监 控装置的选择CPT1.O碑电函口感温探头PTIOOO热电疝Is选择CPU的选择）网线传输IWifi传输IjT西门子S7-300t（西门子S7-200）触舌电伴热带 节能监 控装置监控平台中控软件的选择-CWirtCCiFIX传感器监测MCGS图9制图人：XX制图时间：2016年
14、6月20日五、制定对策1、确定实施要素：最佳方案确定了,在确定实施对策前，小组首先筛选了实施要素，用装置图展示如下:明确自动监控逻辑设计图纸一实施要素制作控制柜一设备安装一编制控制界面一屋置测M图10制图人：李壮制图时间：2016年7月5日2、制定对策表：小组成员按照5W1H原则，针对XX西站融雪电伴热节能监控装置研发6个要素制定了对策和对策实施的措施，并设定了目标，见下表：对策表序号要素对策目标措施地点成期完日负责人1自控确监辑明动逻编辑控制流程图绘制1张控制流程图控制流程图绘制办公室8月70XX2设计图纸按照电气原理绘制控制柜内线路图绘制出控制柜内设备3张接线图绘制控制柜内线路图办公室8月
15、15日李X3制作控制柜按照图纸集成控制柜集成1个控制柜控制柜组装配电间8月3004设备安装安装传感器和信号传输线路1、敷设线缆1200米、光纤300米2、安装温度感应器2个3、安装雨雪感应器1个安装硬件设备雨棚上9月3005编制控制界面在WINCC软件上制作控制界面，录入控制程序设计两个界面控制界面设计监控室10月15日6装置测试现场试验完成一次装置监控试验模拟室外雨雪天气测试装置运行情况雨棚上11月15日表9制表人：李壮制表时间：2016年7月20日六、对策实施实施一实施内容：控制流程图绘制实施时间：2016年8月1日至8月5日小组成员经过整理分析变量逻辑关系，绘制了控制流程图，如下图:变量
16、逻辑关系流程图开启电伴热带关闭电伴热带,实施一小结：小组成员分析整理了控制装置流程，绘制了控制装置逻辑流程图，为下一步编辑装置和线路图打下了基础。)实施二实施内容：绘制控制柜内线路图实施时间：2016年8月6日至8月10日接线图3：控制按钮和指示灯接线图接线图2：P1.C线路图实施二小结：小组成员绘制了三个控制柜内线路图，为控制柜的组装、提供了图纸依据。实施内容：控制柜组装实施时间：2016年8月11日至8月25日实施三J1.小组成员完成了控制柜的组装，下图为控制柜内、外部照片:实施三小结：小组成员按照线路图完成控制柜组装，控制柜内元件位置合理、线路正确，逻辑关系正确。i实施四实施内容：安装硬
17、件设备实施时间：2016年8月26日至9月15日小组成员委托专业安装人员完成以下设备的安装:硬件设备安装清单设备数量位置温度传感器2个雨棚天沟内雨雪传感器1个雨棚天沟内控制线缆1200米雨棚天沟至控制柜模拟量转换器1套控制柜外6芯单模光纤300米控制柜至中控平台表10制表人：刘智制表时间：2016年8月27日实施四小结：以上设备安装完毕，使装置具备了探测电伴热带温度和户外雨雪情况的硬件条件，为装置采集气象参数提供了、硬件支持。J实施五实施内容：控制界面设计实施时间：2016年9月16日至9月30日小组成员设计了以下两个控制界面:界面一：用户管理界面界面二：用户监控界面实施五小结：小组成员完成了
18、两个控制界面的设计，实现了运行状态监控的功能，为节能监控装置提供了软件支持。实施六实施内容：模拟室外雨雪天气测试装置运行情况实施时间：2016年10月1。日小组成员首先做好以下试验准备工作：将冰块放置在温度传感器上模拟温度低于0设定启动温度3。（2,停止温度15向雨雪感应器上喷水，模拟降雪场景试验结果请看当时的照片：实施六小结：照片中可以直观看出，监控装置检测到了雪花时启动电伴热带，从而验证小组成员经过以上对策实施后实现了所研发装置的节能和监控功能。七、效果检查1、检查目标兑现情况监控时间升上去：2017年12月5日XX地区普降大雪，小组成员利用此次降雪检测新研发的融雪电伴热带远程监控装置运行
19、效果。运行过程视频截图如下面的照片所示:系统停止运行状态图系统启动运行状态图系统运行停止清楚地反映了：启动.升温，停止雨棚上天沟内融雪效果如下面的照片所示:启动前启动后小组成员监测2016年11月16日至2016年12月31日天气情况，并对降雪当日雪前、雪中、雪后装置运行情况进行了记录：降雪天气电伴热运行状态统计表降雪时间装置运行状态开启关闭2016年12月5日5：00至2016年12月6日10:00（29小时）降雪前降雪中降雪后2016年12月27日14:30至2016年12月28021:30（31小时）降雪前降雪中降雪后表11制表人：XX制表时间：2016年12月31日植N间无视洲上去我敢
20、用监控时间（小时）8图12制图人：XX制图时间：2016年12月31日小组成员经过统计：2016年11月16日-2016年12月31日XX市降雪时间进行统计：降雪天气电伴热带运行耗电量统计表降雪时间降雪时长每百米耗电量（15kwh100米）2016年12月5日5:00至2016年12月6日10:0029小时435度2016年12月27日14:30至2016年12月28日21:3031小时465度汇总2016年11月16日-2016年12月31日电伴热带运行共计2.5天（60小时），耗电量为：900（度），即每百米电伴热带平均月耗电量为600（度）2500（度）表12制表人：XX制表时间：201
21、6年12月31日靶电我猾粽舞下家史现相校阴经过以上效果检查，电伴热带运行监控时间保持为24小时全天候监控，耗电量明显低于2500（度），均达到了目标要求。2、经济效益减少了设备巡检人员1人，提高了用人效率，可节省用人成本每年约13万元。（3）电伴热带只有在满足启动条件时运行，节电量=（10800-600）*4=40800度每百米电伴热带年节电40800度,节约电费支出3.8964万元（每度电0.955元）。全站共有电伴热带46800米，年共节约电费1823.5万元。3、无形效益消除了电伴热带运行存在火灾等隐患，保证了电伴热带运行安全。加强了车站电伴热带的监管力度，提高了房建设备管控水平。八、标
22、准化一、纳入标准工作：为了进一步巩固电伴热带节能监控装置的研发成果，小组成员制定了以下巩固措施：把控制装置设计资料图纸整理留存。编制融雪电伴热带节能监控装置使用和维修说明书（津西站201736号），经主管部门批准，已正式实施，规范了使用和检修工作。二、巩固期效果检查1、监控情况：小组成员监测2017年1月1日至2017年3月15日天气情况，并对出现降雪当日雪前、雪中、雪后装置运行情况进行了记录：巩固期降雪天气电伴热带状态统计表降雪时间装置运行状态开启关闭2017年1月15日8：30至2017年1月15日20:00（约11.5小时）降雪前降雪中降雪后2017年2月21日4：30至2017年2月2
23、3日9:00（52.5小时）降雪前降雪中降雪后表13制表人：张辉制表时间：2017年3月150巩固期间内电伴热带节能监控装置实现了24小时全天候的监控。图14制图人：张辉制图时间：2017年3月15日2、节能情况：小组成员经过统计：2017年1月I日-2017年3月15日XX市降雪时间进行统计：巩固期降雪天气电伴热带运行耗电量统计表降雪时间降雪时长每百米耗电量（15kwh100米）2017年1月15日8：30至2017年1月15日20:0011.5小时172.5度2017年2月21日4:30至2017年2月23日9:0052.5小时787.5度表14制表人：张辉制表时间：2017年3月150汇
24、总2017年1月1日-2017年3月15日电伴热带运行共计2.7天（64小时），耗电量为：960（度），即每百米电伴热带运行平均月耗电量为384（度）2500（度）巩固期间内电伴热带节能监控装置实现了每百米月耗电量2500（度）以下。政黑M合情札封比我收电图15制图人：张辉制图时间：2017年3月15日九、总结和下一步打算1、在提高小组专业技术能力方面：小组成员经过开展活动提高了专业技术、管理技术水平，积累了自动控制专业知识和经验，通过实验论证等方式选择了最佳方案，成功研发了融雪电伴热带远程节能监控装置，进一步提升了小组的自控专业技术能力。2、在QC小组活动程序运用方面：小组成员通过开展活动丰
25、富了小组成员应用QC小组活动和工具的能力，小组开展QC活动进一步熟练和规范，QC成果水平有了显著小组活动计划与兑现完成情况对比甘特图2016A20174夕负责人i项目、进度4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月选择课题Pb=sV设定目标及目标可行性分析1.提出方案并确定最佳方案k=6制定对策表-1.I实施对策D-.I确认效果C标准化A/总结和下一步打算?%，*W/2注：是计划线，是实际完成线图16制图人：王启明制图时间：2017年3月31日3 .在提高小组综合能力方面，提高了小组成员利用QC知识和技法解决实际问题的能力，在质量意识、服务意识、创新意识、参与意识、团结协作等方面都有不同程度的提高。自我评价表自我评价雷达图项目自我评价活动前（分）活动后 份）创新意识35攻关意识25质量意识24参与意识35TQC应用24团队精神35图17制图人王启明制图日期：2017年3月31日表15制表人；王启明制表日期：2017年3月31日4 .小组下一课题：本小组准备就“研制XX西站玻璃拱顶电动通风窗”这一项目进行研究与攻关，力争解决玻璃拱顶结构导致我站制冷期前后候车大厅高温的问题。26
