TCFA 03110315-2020 铸件热处理单元数字化技术要求

ICS23.040.80J31团体标准T/CFA03110315—2020铸件热处理单元数字化技术要求Digitaltechnicalrequirementsforheattreatmentunitofcastings公告稿2020-03-13发布2020-05-01实施中国铸造协会发布T/CFA03110315—2020I目  次前言.....................................................................................................................................................................II引言...................................................................................................................................................................III1范围.................................................................................................................................................................12规范性引用文件.............................................................................................................................................13术语、定义和缩略语.....................................................................................................................................14总则.................................................................................................................................................................25热处理设备.....................................................................................................................................................46铸件热处理单元数字化控制与管理系统....................................................................................................47环保的数字化要求.........................................................................................................................................6附录A（资料性附录）铸件热处理单元示例...............................................................................................7参考文献.............................................................................................................................................................13T/CFA03110315—2020II前  言本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。请注意本标准的某些内容可能涉及专利，本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国铸造协会标准工作委员会提出。本标准由中国铸造协会归口。本标准起草单位：共享智能铸造产业创新中心有限公司、天津立鑫晟智能制造有限公司、共享装备股份有限公司。本标准参与起草单位：江苏汤臣汽车零部件有限公司、共享铸钢有限公司。本标准主要起草人：彭凡、杨军、原晓雷、石卫东、李广伦、刘亚宾、杨爱宁。本标准参与起草人：刘清信、汪洋、常涛、乃晓文。本标准于2020年03月13日为首次发布。T/CFA03110315—2020III引  言本标准围绕铸件热处理单元的关键过程数字化集成控制，通过铸件热处理单元系统，向上与MES、ERP、CAPP和LIMS等信息管理系统集成，引入生产计划、维保计划、质量标准和工艺数据等信息，并反馈设备、生产、成本和质量等维度数据；向下与底层设备及装置集成，依据标准工艺与参数执行现场作业，同时采集各个维度数据，与工艺数据设定值实时比对，经质量判异和过程判稳等在线分析处理，形成优化决策后，实现闭环的调整与控制，从而实现对铸件热处理单元的数字化管理，提升生产和管理的效率。通过标准的制定和实施，推广智能铸造技术的应用，可改变传统铸造的生产模式，提高生产效率，降低生产成本，改善铸造生产作业环境，减少对环境的不利影响；同时为推进铸造产业结构调整与优化升级创造条件，为各铸造环节实现数字化、网络化和智能化提供借鉴和参考，促进社会效益和经济效益提高；另外，也可为推进铸造行业转型升级提供技术支持，给未来铸造生产与管理的网络化和智能化发展建设奠定数字化基础。T/CFA03110315—20201铸件热处理单元数字化技术要求1范围本标准规定了铸件热处理单元、铸件热处理单元设备、铸件热处理单元控制与管理系统以及环保的数字化技术要求。本标准适用于铸钢件和铸铁件的各种热处理过程。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T5611铸造术语HJ212-2017污染物在线监控（监测）系统数据传输标准T/CFA0308022铸造行业大气污染物排放限值T/CFA031103.5-2018铸造数字化工厂通用技术要求3术语、定义和缩略语3.1术语和定义GB/T5611、T/CFA031103.5-2018中界定的术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了T/CFA031103.5-2018中的某些术语和定义。3.1.1单元unit生产单元unitofproduction根据不同的铸造工艺过程，对铸造工厂进行划分形成的基本生产单元，如砂型铸造工厂可划分为砂型成形单元、熔炼浇注单元、后处理单元等。各单元由对应的设备、数字化控制与管理系统组成。注：改写T/CFA031103.5-2018，定义3.2。3.1.2数字化工艺系统digitalprocesssystem铸造工艺数字化设计应用的软件系统的总称。注1：铸造数字化工艺系统一般包括CAD、CAE、CAPP和PDM。注2：改写T/CFA031103.5-2018，定义3.4。T/CFA03110315—202023.2缩略语以下缩略语适用于本文件。缩略语中文英文API应用程序编程接口ApplicationProgrammingInterfaceCAPP计算机辅助工艺过程设计ComputerAidedProcessPlanningERP企业资源规划EnterpriseResourcePlanningESB企业服务总线EnterpriseServiceBusFB现场总线FieldBusJDBCJava数据库连接JavaDataBaseConnectivityLIMS实验室信息管理系统LaboratoryInformationManagementSystemMES制造执行系统ManufacturingExecutionSystemODBC开放数据库连接OpenDataBaseConnectivityOLE对象连接与嵌入ObjectLinkingandEmbeddingOPCServer用于过程控制的OLE服务OLEforProcessControlServer4总则4.1热处理数字化单元组成4.1.1铸件热处理单元，主要由单元设备、数字化控制与管理系统（以下简称单元系统）组成，其功能架构示意图如图1所示。4.1.2单元设备提供铸件热处理单元运行的物质基础。4.1.3单元设备的组成及单元系统的功能可依据实际生产工艺扩展。4.1.4单元系统通过FB与单元设备集成。通过数据接口（如ESB、ODBC、JDBC、API等）与其他信息管理系统（如ERP、MES、LIMS等）集成，主导现场过程执行。4.1.5铸件热处理单元可独立生产运转，也可与其它前后序单元集成协同生产。T/CFA03110315—20203图1铸件热处理单元功能架构示意图4.2热处理单元运行流程铸件热处理单元数字化运行流程主要由生产准备、热处理自检与交检等组成，流程图如图2所示。铸造热处理单元的具体示例参见附录A。T/CFA03110315—20204图2铸件热处理单元数字化运行流程图5热处理设备5.1设备组成热处理过程所需的硬件设备及装置，应包括但不限于：——热处理设备及其附属设备和环境与安全系统等；——温度传感器、湿度传感器、粉尘检测仪和气体检测仪等传感装置。5.2集成方式通过控制器和网关模块等，以FB方式与OPCServer对接，实现设备、生产、质量和成本等数据的交互，具体应按照T/CFA031103.5-2018的要求执行。6铸件热处理单元数字化控制与管理系统T/CFA03110315—202056.1计划管理单元系统应从ERP、MES或其他信息管理系统获取生产计划，根据热处理设备能力、热处理工艺要求和同炉条件等调整热处理批次（如多条计划合并为一个批次），并跟踪生产计划的当前执行状态（如可执行、执行中和执行完毕等）。6.2过程控制6.2.1生产准备6.2.1.1炉前巡检热处理前应检查各生产设备的完好性及生产资料和能源的准备情况，单元系统应自动判断巡检结果。巡检事项应包括但不限于：a)检查热处理设备、料筐、台车、转运设备、冷却系统和除尘系统等的完好性与合规性；b)检查生产资料及能源供应与安全生产要求（如压力和泄漏等）的符合性；c)检查待热处理铸件与计划的一致性；d)检查随炉试块种类与数量与规定的符合性。6.2.1.2安全防护准备生产操作人员进入相应的工作区域之前，单元系统应通过人机交互界面提示操作人员需佩戴的防护设备（如耐高温手套、防高温面罩、安全靴和护目镜等）及常见事故的处理方式。6.2.2热处理6.2.2.1工艺下达单元系统根据产品名称、材质牌号、热处理工艺要求、热处理计划或热处理批次，调用相应的热处理工艺规范及工艺曲线。工艺曲线参数经人工确认后，与当前铸件本体温度数据一并下达至热处理设备。6.2.2.2装炉根据热处理计划或热处理批次，将相应铸件按工艺要求摆放至转运设备，经人工确认后送入热处理设备内。当铸件运行至热处理室内指定位置后，关闭热处理设备炉门。6.2.2.3作业运行单元系统发出指令，热处理设备应按照所接收的工艺曲线参数执行，除尘系统应与之联动运行。单元系统应自动采集并存储热处理作业过程关键参数，同时对工艺曲线与实际执行曲线进行可视化展示，参见附录A。6.2.3自检与交检作业运行完成后，单元系统对产品进行尺寸、硬