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1、 感應排水自動控制系統新技術威海建設集團股份有限公司一公司安全設備科QC小組感應排水自動控制系統新技術威海建設集團股份有限公司一公司安全設備科QC小組一、基本概況1.工程概況逸品學府工程由威海市茂銘房地產開發有限公司開發，山東東魯設計建筑有限公司設計，威建第一分公司承建。工程北鄰米山路，南到爬山街，西接龍山路，東臨富豐街?？偨ㄖ娣e約75000，地下兩層，地上十一層。其中地下二層為車庫，建筑面積約16000。，基坑開挖深度為68m。該項目地形地質特殊，地下水位較高，高水位使基礎施工質量不易控制。圖1 項目衛星地圖2.小組概況表1 QC小組概況表小組名稱威海建設集團股份有限公司一公司安全設備科Q2、C小組成立日期2015年5月5日登記注冊號WJQ01-2015-01課題名稱感應排水自動控制系統新技術課題類型創新型小組人數10人小組平均年齡36活動時間2015.52015.9平均接受教育時間120h小組成員姓名性別年齡文化程度技術等級組內分工冀黨恩男41本科工程師組長馬豐君男31本科助理工程師副組長張少波男41本科助理工程師副組長林江濤男46本科助理工程師組織實施孫海寧男33本科工程師組織策劃王鵬喜男45本科助理工程師落實檢查王 超男31本科技術處理安兆靜女26本科助理工程師資料整改朱孟利男28?？齐娖鞴芾硭?剛男44專科材料控制圖2 小組成員二、選擇課題1.課題背景工程安全要求積水控制范3、圍在墊層以下，但茂銘逸品學府項目地形地質特殊，地下水位較高。為控制地下水位，現行控制辦法是由人工進行抽水作業，以保證施工安全要求。但由于水位高，水量大，造成抽水點多、抽水面廣、抽水工作量大的問題。由人工控制時，由于無法兼顧多個抽水點的控制，存在抽水反應不及時影響施工質量；存在未及時關機造成干抽燒毀電機等涉及安全和質量的方面隱患。2.改進方向為保證茂銘逸品學府項目的施工安全和施工質量，安全設備科成立了QC小組，期望通過QC活動的開展，摸索出解決這一問題的方法。小組經討論，一致認為需要將人工控制抽水的現行作業方法改進為自動控制抽水作業。在如何實現自動抽水功能上，小組經討論提出了兩種改進方向。改進方4、向一：定時排水自動控制系統改進設想：在抽水電機與電源間加裝控制系統。控制系統采用帶有計時功能的集成芯片和時間繼電器控制電源通斷。由帶計時功能的集成芯片控制電源接通，通過摸索各抽水點的水量等情況，設置時間斷電器的斷開時間，實現自動接通、斷開抽水電機電源的功能。改進方向二：感應排水自動控制系統改進設想：在抽水電機與電源間加裝控制系統。在抽水點加裝水位信號采集系統，水位信號采集系統將水位信息采集后輸出至控制系統，控制系統根據設定的參數控制電源通斷，實現自動接通、斷開抽水電機電源的功能。3.選定課題小組經過充分論證，從功能性、經濟性、安全性、效率四個方面對兩種改進方向進行評價：表2 分析評價表改進方向5、調查結果綜合評估定時排水自動控制系統功能性：能夠實現自動排水，但受天氣影響大（暴雨，干旱）差110經濟性：構成簡單，元件價格便宜優5安全性：遇極端天氣易引起排水不到位差1效率：制作周期短，但需要摸索滲水量規律中3感應排水自動控制系統功能性：能夠實現根據水位高低自動排水，設計制作有難度中314經濟性：構成較復雜，元件價格便宜中3安全性：能根據水位高低實時控制優5效率：設計制作周期稍長，需要安裝調試中3制表人：馬豐君 制表時間：2015年5月12日經充分調查分析及討論，為確保項目按期交付和提高施工質量，降低控制人工成本以及杜絕安隱患，小組選擇了“感應排水自動控制系統新技術”作為此次小組活動課題。三6、設定目標1.設定目標小組結合施工安全和質量方面的需要，提出項目研制目標：達到設定水位時，控制水泵電機開關準確率100%。2.目標可行性分析（1）小組成員業務精湛，均擁有本科及以上學歷，其中2人為高級技術職稱，2人為中級技術職稱。實踐經驗和理論技術都比較豐富，技術實力雄厚。其中多人還曾獲得省部級新技術應用推廣方面的獎勵。（2）團隊團結向上、富于創新精神，多名成員多次參與QC小組活動。（3）為防范安全隱患和提高作業效率，單位領導十分重視，小組所需各項資源能夠得到保障。四、提出方案并確定最佳方案1.方案分解小組經集體討論，對研發的流程進行了分解。如下圖：圖3 方案分析系統圖2.自動控制系統方案選擇7、自動控制電流感應式雷達感應式浮力感應式（1）雷達感應式雷達波是一種特殊形式的電磁波，雷達料位計利用了電磁波的特殊性能來進行料位檢測。發射反射接收是雷達式料位計工作的基本原理。其優點是：可在惡劣條件下連續準確地測量；操作簡單，調試方便；準確安全且節省能源；無需維修且可靠性強；幾乎可以測量所有介質。圖4 雷達感應原理圖（2）電流感應式利用一顆發光二極管（LED）等發光元件與一顆光晶體管等光接收元件作成之光耦合器，觸發硅控整流器(SCR)或雙向硅控整流器（TRIAC），因此可以接受低壓(DC或AC)信號輸入，而驅動高壓之輸出，具隔離輸出入及控制高功率輸出之效果。優點是開關速度快、工作頻率高、使用壽命8、長、噪聲低和工作可靠。圖5 電流感應式原理圖（3）浮力感應式利用浮球液位開關的磁性浮子隨著液位升降，使傳感器檢測管內設定位置的干簧管芯片動作，發出接點開關的轉換信號，從而實現輸出一個開關信號的作用。浮球液位開關使用磁力運作，無機械連接件使其運作簡單可靠，成本更為低廉，當浮球液位開關被測介質浮動浮子時，浮子帶動主體隨之移動，同時浮子另一端的磁體將控制開關動作桿上的磁體，操作簡單快捷。 圖6 浮力感應式工作原理表3 方案評估分析表方案調查結果綜合評估雷達感應式功能性：能夠實現水位液面探測優510經濟性：構成較復雜，元件價格較貴差1安全性：現場工況惡劣，影響可靠性和壽命中3效率：結構復雜，制作和安裝9、調試周期長差1電流感應式功能性：能夠實現水位液面探測優518經濟性：構成較簡單，元件價格便宜優5安全性：工作電壓低于36V，可接受，可靠性高中3效率：結構簡單，制作和安裝調試時間短優5浮力感應式功能性：能夠實現水位液面探測優518經濟性：構成較簡單，元件價格便宜優5安全性：故障率低優5效率：結構簡單，制作時間短，安裝調試時間長中3制表人：馬豐君 制表時間：2015年6月1日由于電流感應和浮力感應得分相同，小組采取實驗方式進行驗證。 圖7 電流感應實驗 圖8 浮力感應實驗浮力感應式：由于抽水管運動、工地施工震動、飄浮物等原因易使浮力元件定位位置發生改變，導致個別時候不靈敏。電流感應式：無異常情況10、發生，靈敏度較高。經實驗，小組選擇了采用電流感應式。3.信號采集元件選擇信號采集JYB-714JYB-714BJYB-714CYB-714系列液位繼電器：其中，JYB-714為基本型；JYB714B為帶工作狀態指示燈；JYB714C為帶供水、排水功能。表4 方案評估分析表方案調查結果綜合評估JYB-714功能性：能夠實現水位液面探測優520經濟性：28元/只優5安全性：能夠滿足使用條件優5效率：制作安裝周期短優5JYB-714B功能性：能夠實現水位液面探測優518經濟性：35元/只優5安全性：能夠滿足使用條件優5效率：制作安裝較基本型稍復雜中3JYB-714C功能性：能夠實現水位液面探測優5111、6經濟性：47元/只優5安全性：能夠滿足使用條件優5效率：制作安裝周期稍長差1制表人：馬豐君 制表時間：2015年6月15日方案評估結論：因JYB-714基本型能夠滿足項目需要；B型和C型的部分功能本課題暫不需要，同時考慮到因功能增加帶來安裝調試復雜以及可靠性方面的因素，小組最終選擇了JYB714基本型液位繼電器。4、方案優選小結圖9 最佳方案系統圖5、方案關鍵問題遇測：按方案選優結果進行設計，感應自動排水控制系統圖紙，圖紙繪制完成后進行二次檢查，確認無誤后，按設計圖的要求進行采購零器件，采購完成后，進行照圖組裝。整個系統完成后，進行實驗檢查，確保排水系統可靠性完好。五、制定對策小組經討論，按12、5W1H原則制定了對策表如下：表5 對策表序號項目對策目標措施負責人地點完成時間1設計圖紙按方案選優結果設計圖紙符合方案選優結果滿足強度需要按方案選優結果進行設計感應自動排水控制系統圖紙。林江濤辦公室2015年7月5日前2組裝系統按圖紙采購組裝系統部件組裝符合圖紙要求1、按圖采購零件。2、進行組裝。林江濤工地2015年7月15日前3系統調試對系統進行安裝調試控制水泵電機開關準確率100%工地現場進行水位設置并實驗林江濤工地2015年7月20日前制表人：馬豐君 制表時間：2015年7月1日六、對策實施1.對策實施一：設計圖紙7月3號QC小組成員主要成員在項目部辦公室內，按方案選優結果進行設計感應13、自動排水控制系統圖紙。 圖10 小組成員討論設計繪制系統圖紙效果確認：7月5號QC小組成員在項目部會議室內，對設計感應自動排水控制系統圖紙進行效果確認，經集體討論與檢查后，一致認為自動排水控制系統圖符合方案結果，可以進行下一步施工。圖11 小組對設計圖紙進行了評審2.對策實施二：采購、組裝7月10號以QC小組成員負責人林江濤主，按設計圖紙采購零件后，在施工現場組裝自動排水控制系統，組裝的內容包括制作了信號桿、安裝JYB-714液位晶體繼電器，按圖紙進行布線。 圖12 采購器件單據 圖13 制作信號反饋桿 圖14 制作控制系統 圖15 控制系統內部效果確認： 7月12號以QC小組成員負責人林江濤14、主，在施工現場對已組裝好自動排水控制系統進行了通電前線路檢測，并按照設計圖紙的要求，對整個線路及電器安裝進行全面檢查與審核，審核確定電路及電器的安裝與設計圖紙一致。 圖16 檢查電器與線路 圖17 檢測線路回路3.對策實施三：調試 7月18號以QC小組成員負責人林江濤主，在施工現場對自動排水控制系統進行調試，調試內容包括對信號桿標尺位置確定，及輔助電機進行了通電實驗，調試后系統完好正常，可以投入使用。 圖18 實驗前準備 圖19 實驗前準備確認效果：7月19號經小組在施工現場實驗水塘進行測試，系統能夠實現在高于設定水位時自動抽水，在低于設定水位時斷開水泵電機電源，系統功能檢查達成。小組在實驗水15、塘進行反復充水，用以檢查排水系統可靠性。經充水50次，排水系統排水、斷電功能未出現異常情況，100%按設定完成通、斷電動作。系統可靠性檢查達成。 圖20 進行測試 圖21 進行測試七、效果檢查1.目標檢查2015年8月10日，小組成員在施工現場安裝完成的4套感應自動排水系統投入使用。 圖22 1號排水點 圖23 2號排水點 圖24 3號排水點 圖25 4號排水點經測試，投入使用后的4套感應自動排水系統運作正常，能實現根據設定水位自動排水和自動停止排水功能。2.經濟效益分析（1）活動支出4套感應自動排水系統元器件費為180元，投入制作、安裝、調試人工費用600元。共支出費用為780元。（2）活動16、前由人工兼職進行排水，給予22000元補貼/月。活動效果檢查期（8月10日起）至鞏固期（9月20日止）已停止發放補貼，節約補貼費用為23000多元。（3）活動經濟效益活動收益活動支出23000元780元22220元。3.社會效益分析八、標準化圖26 感應自動排水系統制作說明書 圖27 使用說明書圖28 系統驗收表 圖29 感應自動控制交底圖30 維修保養規范圖31 組織相關人員培訓學習 圖32 申請專利九、總結及今后打算1.總結小組成員對活動前后的能力進行對比，得到綜合素質自我評價表和雷達圖。表6 綜合素質自我評價表圖33 自我評價雷達圖小組對整個活動開展過程進行了自我評價，以期在下一輪PDCA循環中發揚優點，改進不足。表7制表人：馬豐君 制表時間：2015年9月25日2.今后打算此次活動的成功讓小組成員倍受鼓舞，我們再接再厲提出了下階段活動主題。