ICS35.240.50CCSJ31DigitaltechnicalrequirementsforautomaticpouringIT/CFA03110322—2022前言 II 2規范性引用文件 3術語、定義和縮略語 3.1術語和定義 3.2縮略語 4系統架構 4.1單元組成 4.2自動澆注數字化運行流程 25單元設備 35.1設備組成 35.2集成方式 36數字化管理與控制系統 36.1計劃管理 46.2過程控制 46.3設備管理 46.4生產成本管理 56.5統計分析 57數據要求 57.1數據存儲 57.2數據應用 58環保數字化要求 58.1監測項目 58.2數據傳輸要求 5附錄A（資料性）自動澆注單元示例 6參考文獻 10圖1自動澆注單元功能架構示意圖 2圖2自動澆注單元數字化管理流程 3圖A.1自動澆注數據流圖 7圖A.2設備巡檢信息填報 8圖A.3澆注計劃獲取 8圖A.4澆注過程記錄 8圖A.5歷史記錄查詢 9圖A.6生產統計查詢 9表A.1自動澆注機數據采集表 6T/CFA03110322—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國鑄造協會智能鑄造工作委員會提出。本文件由中國鑄造協會歸口。本文件起草單位：共享智能鑄造產業創新中心有限公司、煙臺冰輪科技股份有限公司、陜西工業職業技術學院、中國機械科學研究總院集團有限公司、新江科技（江蘇）有限公司、寧夏蘇寧新能源設備有限公司、共享裝備股份有限公司。本文件主要起草人：劉文浩、張曉璐、田學智、王鳳、田立海、張東栓、李云、魯云、張戰英、房宇、鄭元峰、馬秉正、羅昭銳，黨睿杰、鄒文兵、金志敏、馬立宏、胡陽。本文件為首次發布。T/CFA03110322—20221自動澆注單元數字化技術要求本文件規定了自動澆注單元的系統架構、單元設備、數字化管理與控制系統、數據要求以及環保數字化要求。本文件適用于利用自動澆注機實現自動澆注單元的建設與過程管理。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T5611鑄造術語HJ212—2017污染物在線監控（監測）系統數據傳輸標準T/CFA0308022鑄造行業大氣污染物排放限值T/CFA031103.5鑄造數字化工廠通用技術要求3術語、定義和縮略語3.1術語和定義GB/T5611、T/CFA031103.5界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1.1自動澆注機automaticpouringmachine在生產節拍內能自動完成對準澆口、按照設定的工藝參數澆注和澆滿后停止澆注等過程的機器。3.1.2自動澆注單元automaticpouringunit根據鑄造工藝過程，將自動澆注工序單獨劃分形成的基本生產單元。3.2縮略語下列縮略語適用于本文件。API：應用程序編程接口(ApplicationProgrammingInterface)CAPP：計算機輔助工藝過程設計(ComputerAidedProcessPlanning)ERP：企業資源規劃(EnterpriseResourcePlanning)ESB：企業服務總線(EnterpriseServiceBus)FB：現場總線(FieldBus)JDBC：Java數據庫連接(JavaDataBaseConnectivity)LIMS：實驗室信息管理系統(LaboratoryInformationManagementSystem)MES：制造執行系統(ManufacturingExecutionSystem)ODBC：開放數據庫連接(OpenDataBaseConnectivity)OLE：對象連接與嵌入(ObjectLinkingandEmbedding)OPCServer：用于過程控制的OLE服務(OLEforProcessControlServer)4系統架構4.1單元組成T/CFA03110322—202224.1.1自動澆注單元由單元設備、數字化管理與控制系統（以下簡稱“管控系統”）組成，其功能架構示意如圖1所示。圖1自動澆注單元功能架構示意圖4.1.2自動澆注單元從上位信息管理系統（ERP、CAPP、MES、LIMS等軟件）中接收或提取相關的物料、工藝、計劃、質量信息，整合信息數據，下達給對應的生產人員或設備。4.1.3管控系統通過現場總線與單元設備集成，通過數據接口與上位信息管理系統（如ERP、MES、LIMS等軟件）集成，主導現場過程執行。4.2自動澆注數字化運行流程4.2.1自動澆注單元數字化管理流程主要由生產準備、澆注、自檢與交檢等組成，流程圖見圖2。4.2.2自動澆注單元運行的具體示例見附錄A。T/CFA03110322—20223圖2自動澆注單元數字化管理流程5單元設備5.1設備組成5.1.1自動澆注過程所需的硬件設備及裝置主要包含：——生產設備：自動澆注機、變質處理設備、除塵設備、監控設備、安全裝置；——傳感裝置：傳感器、粉塵檢測儀。5.1.2自動澆注過程所需的硬件設備及裝置應具備以下數字化基本要求：——完善的檔案信息，包括設備編號、描述、模型及參數的數字化描述；——通訊接口，能夠與其它設備、裝置及執行層實現信息互通；——接收上位信息管理系統下達的活動定義信息，包括為滿足各項制造運行活動的參數定義和操作指令等；——向上位信息管理系統提供制造的活動反饋信息，包括產品的澆注信息，設備的狀態信息及故障信息等；——可視化及人機交互功能。5.2集成方式生產設備通過控制器、網關模塊等，以FB方式與OPCServer對接，實現設備、生產、質量、成本等數據的交互，具體應按照T/CFA031103.5的要求執行。6數字化管理與控制系統T/CFA03110322—202246.1計劃管理6.1.1生產計劃獲取管控系統應從ERP、MES等上位信息管理系統獲取生產計劃。6.1.2工藝文件獲取管控系統應從ERP、MES等上位信息管理系統獲取澆注單元的工藝參數，應確保所獲取文件的完整性、唯一性和有效性。6.1.3生產計劃跟蹤管控系統應實時獲取單元生產計劃的執行狀態，以實現生產進度監控。6.2過程控制6.2.1生產準備6.2.1.1生產指令管控系統接收上位信息管理系統的生產指令。6.2.1.2生產前巡檢澆注作業前應由人工巡檢通用的各生產設備的完好性及生產資料、輔助工具的準備情況，并將巡檢結果錄入單元系統，單元系統可以根據預設的邏輯規則對系統記錄的數據結果進行判斷。巡檢事項應包括但不限于：a)檢查澆注設備、壓箱卡箱設備、除塵設備等設備完好性與合規性；b)檢查待澆注鑄型是否與計劃相符；c)根據工藝要求和設備特性，以適合的方式擺放鑄型并壓箱卡箱。6.2.1.3安全防護準備生產操作人員進入相應的工作區域之前，單元系統宜通過人機交互界面提示操作人員應佩戴的防護設備（如耐高溫手套、防高溫面罩、安全靴和護目鏡等）及常見事故的處理方式，并檢查確保相應的防護措施滿足要求。6.2.2澆注6.2.2.1工藝下達管控系統應根據生產指令（澆注計劃或澆注批次、材質牌號等信息調用相應的澆注工藝規范及工藝執行程序文件，工藝執行程序文件經人工或系統確認后，下達至自動澆注機。6.2.2.2作業準備準備好成分、溫度等符合要求的金屬液。6.2.2.3作業運行管控系統應依據澆注計劃，呼叫自動澆注機運行至待澆注鑄型工位處，同時將鑄型澆口位置信息下達至自動澆注機，自動澆注機執行澆注作業。自動澆注機應實時記錄澆注時間、澆注重量、澆注溫度，并反饋至管控系統，管控系統將數據與標準數據進行比對（標準數據也可以直接從澆注機內讀取），出現差異自動發起已經設定好的審批流程。6.2.3自檢與交檢澆注完成后應對澆注的結果（跑火、嗆火、未澆滿等）進行檢查，并在管控系統中進行反饋記錄。6.3設備管理T/CFA03110322—20225管控系統應具有自動澆注機、變質處理設備、除塵設備、監控設備等設備的運行、報警或故障狀態等的在線監控與記錄功能，并應具有保養、報修、維修結果確認、備品備件查詢與領用等管理功能。6.4生產成本管理管控系統應實時采集原輔材料、能源消耗（如耗電量）等數據，支持按日、周、月、年進行統計。6.5統計分析管控系統應根據日期、編號、產品名稱、產品重量及過程數據（如澆注重量、澆注溫度、澆注時間等）、能源消耗等數據，進行設備開動率、耗電量等數據的統計分析與可視化展示。7數據要求7.1數據存儲管控系統采集或記錄的數據應在數據庫中保存，并應用于系統后臺設計的各種邏輯判斷和計算。7.2數據應用管控系統數據應用于以下方面，但不限于：a)系統結果是否正常的智能判斷；b)系統運行狀態參數的實時顯示；c)系統數據長期波動的控制分析；d)系統數據匯總、長期指標的統計及波動狀態分析；e)各類報表的基礎數據來源。8環保數字化要求8.1監測項目管控系統應對生產過程中的環境影響進行監控，獲取相關數據并記錄，排放標準應符合T/CFA0308022的要求。并可依此設定安全基準限值，做出預警提醒。8.2數據傳輸要求監測項目應采用在線式，其現場機、傳輸網絡和上位機的數據傳輸要求，按照HJ212規定的內容執行。T/CFA03110322—20226（資料性）自動澆注單元示例A.1概述本部分用于為指導自動澆注單元的建設和實施提供參考和借鑒。A.2數據傳輸A.2.1數據采集自動澆注單元數據采集相關信息見表A.1。表A.1自動澆注機數據采集表A.2.2數據流A.2.2.1數據流圖如圖A.1所示。T/CFA03110322—20227圖A.1自動澆注數據流圖A.2.2.2單元與澆注機的數據傳輸：單元通過OPC接口發送工藝參數和運行指令到澆注機PLC，并采集澆注機運行狀態、工藝執行結果（如澆注時間、澆注重量等）、能源消耗（如電、壓縮空氣等）數據。A.2.2.3單元與CAPP工藝系統之間的數據傳輸：接收工藝系統中預定的工藝路線與工藝參數，指導操作人員按既定的工藝要求執行。單元與ERP、MES、可視化看板及其它系統之間的數據傳輸：通過ODBC等數據接口，實現工序計劃、完工狀態、工藝執行結果、能源消耗等數據的雙向傳輸，并可在各系統中予以展示與查詢。A.3澆注單元過程控制A.3.1生產準備操作人員按照巡檢表內容逐項檢查，并將巡檢結果填報至系統中，當巡檢結果全部正常后方可運行澆注設備，巡檢信息在系統中可隨時進行查詢，巡檢檢查內容見圖A.2。T/CFA03110322—20228圖A.2設備巡檢信息填報A.3.2澆注工藝執行A.3.2.1工藝下達自動澆注單元接收MES下達的生產計劃，然后下達到生產班組。計劃界面見圖A.3。圖A.3澆注計劃獲取A.3.2.2工藝運行生產班組根據生產計劃和相應的澆注工藝，開始運行澆注設備。設備運行過程中，可通過監控界面實時監控工藝參數及儀表參數界面顯示見圖A.4。圖A.4澆注過程記錄A.3.2.3工藝查詢單元系統中澆注過程結束后，工作人員可以通過查詢界面，對已經澆注完成的鑄件歷史數據進行查詢，如產品名稱、材質、件號等，具體查詢界面見圖A.5。9圖A.5歷史記錄查詢A.3.2.4生產統計根據日期統計計劃產量及件數、完成產量及件數、計劃完成率、合格率、熔化效率、生產爐次等生產信息，具體查詢界面見圖A.6。圖A.6生產統計查詢T/CFA03110322—2022參考文獻[1]T/CFA0311034—2018鑄造工藝數字化設計通用要求[2]T/CFA03110313—2020消失模模樣成形單元數字化技術要求[3]T/CFA03110314—2020