BMD氣沖線電控系統技術改造

摘 要：文章針對氣沖線運行中出現的一些問題，提出了進行電控系統技術改造的可能性。進而通過對技術方案的考察、論證，借鑒相關單位的成功改造經驗，確定了技改方案。改造過程中，驗證了技術方案的合理性和經濟適用性。改造完成后，結合改造過程和運行中出現的情況，總結了本次改造的成功與不足，希望能為日后的工作起到借鑒作用。

關鍵詞：鑄造設備；進口生產線；伺服控制；技術改造

1 改造的必要性

我們公司的BMD氣沖自動造型線，是1992年從德國BMD公司引進的，1993年7月調試完畢、投入使用，用于鑄造柴油機缸體、缸蓋等部件。

該生產線經過近二十年的運行，電控系統方面存在如下問題：主要器件生產廠家SIEMENS和ABB，已于2000年前后相繼停止了有關器件的生產，備件采購相當困難；有幾種備件，尤其是ABB的備件，由于沒有儲備已嚴重影響了生產線的運行，使生產線陷入了隨時可能停產的境地，相應的備件在市場上根本沒有替代品；系統老化，故障頻繁，維修方面耗費了大量的人力、財力、物力，嚴重影響了生產線的使用效率，使先進的生產線根本發揮不出應有的高效率。

機械、液壓系統方面也存在器件老化、摩損嚴重、尺寸偏差較大等問題，大大降低了生產線的效率。上述問題的出現，單純靠維修已無法解決問題了。

針對上述問題，參考相關廠家的氣沖線改造的成功經驗，公司領導在充分考察、論證、對比分析的基礎上，最終確定了對氣沖線進行電控系統技術改造的方案：以電控系統技術改造為主，機械、液壓系統的改造維修為輔。

2 技術方案的確定

2008年，為了降低BMD氣沖線的維修成本和故障維修時間，提高生產效率，公司領導提出了對BMD氣沖線進行技術改造的構想。

最初，相關部門提出了多種可能的方案供選擇。公司領導對方案進行充分比較、篩選，綜合考慮工期、成本等因素，確定這種方案為最佳方案：進行BMD氣沖線電控系統技術改造，并輔以機械、液壓系統改造維修。

技術方案確定后，公司派出了技術、管理人員組成的考察組，選定了兩家已經進行了BMD氣沖線電控系統技術改造的公司：江西五十鈴鑄造廠和杭汽發鑄造廠，去南昌和杭州進行了實地考察，與兩家公司的技術人員進行了交流，在生產現場了解了改造后的生產線的運行狀況，對兩條線的技術改造在設計和運行中出現的問題進行了詳細的探討。

在考察研究的基礎上，技術人員提出了本公司BMD氣沖線電控系統技術改造的思路：

（1）用SIEMENS S7-400系列PLC替代原來的S5-135U；（2）將ABB系統整體拆除，原有功能由S7-400系列PLC執行；（3）變頻器采用SIEMENS SINAMICS S120，處理單元為CU320，替代原有的SIMODRIVE 610系列變頻器。最初我們選用的新變頻器是SIMODRIVE 611U，當從SIEMENS方面了解到611U即將停產的消息后，為了保證日后的備件供應，及時對我們的改造方案進行了調整，決定采用目前市場上相對較新、技術成熟的S120變頻器；（4）伺服電機采用SIEMENS 1FT6系列替代原有的1FT5系列；（5）新上兩臺工控機，一臺裝STEP7軟件，用于編程；一臺裝WinCC軟件，帶兩個顯示器，控制室和現場各放一個，用于監控和文本顯示。

該技術方案主要著眼于以下幾方面：

（1）S7-400、S120是目前SIEMENS公司的主流產品，技術比較成熟，短時間內肯定不會有技術過時的風險。S7-400與S5-135U結構相似，可以把S5-135U上的接線對應移植過來，只需要做很少的改動，對工期和質量有保障。如果采用S7-300代替S5-135U，雖然價格上會便宜一些，但會增加很多的接線，對工期影響很大，且S7-300本身的質量也比不如S7-400。

（2）對ABB這套系統，情感上講，我是又愛又恨。畢竟它太完美了，尤其是對電機同步的控制上，做得相當好。即便是使用已超過20年的老產品，放在今天也絕對是首屈一指、獨占鰲頭。這套系統最大的缺點是：內部程序是固化的，ABB要技術保密，不向外界提供可視程序，給故障排除帶來相當大的困難，只能忍痛割愛。用S7-400來執行ABB的功能，雖稍顯不足，但從實用性和性格比上看，還是有吸引力的。企業畢竟不科研院所，要以追求利潤最大化為目的的。設備實用，造價低廉，何樂而不用？

（3）電機，要根據變頻器來選擇，用1FT6系列也就順理成章。只是要適當地考慮電機功率、軸徑、轉速和扭矩。PLC、變頻器、電機都可以在原位置安裝，不必額外增加電器柜。

（4）新上兩臺工控機，是為了替代原來的PG750編程器和文本/故障顯示器。

（5）在工期的設計上，由于公司要求比較嚴格，最多為一個月。具體分配是：舊設備拆除、新設備安裝，7天；單機調試，7天；空載調試，7天；負荷調試，7天；共計28天。最后7天實際上是正常生產。工期為連續的28天，中間沒有休息日。

針對此技術方案，公司組織相關技術、管理、操作人員進行了評審，最終通過了此技術方案。

該項目經過嚴格的招投標程序，由西門子工廠自動化有限公司中標。

3 項目實施

施工開始前，西門子工廠自動化工程有限公司制定了比較詳細的施工進度計劃，工期為28天。第一周的工作計劃很詳細，對每天的工作任務和工作時間都進行了安排；后三周的工作計劃，考慮到工程施工中的可變因素，對每周的進度計劃、每個關鍵節點的時間和計劃做了詳細設定。

經過全體人員的努力，BMD氣沖線電控系統技術改造項目，于2010年7月31日完成全部安裝調試任務；8月1日，BMD氣沖線正式投入運行，確保每個班次產量都在300箱以上，日產量保持在600箱以上。

實際調試過程也驗證了一個之前一直困擾我的問題：S7-400+CU320+S120的組合能否做同步控制。這是事關這次改造成敗的關鍵問題。實踐證明：這個組合做同步控制，雖然不是百分之百的完美，但應付這種精度不是很高的同步控制，也足夠了，其性價比是比較高的。

改造過程中，我們積極與施工方協商，對施工順序進行了部分調整。目的就是為了保證工期和質量。

4 結束語

項目完工之后，技術人員對本次改造進行了總結，明確了改造過程中的成功與不足之處。

成功之處：技術方案考慮得比較完善；工期設計比較合理，施工緊湊，時間浪費少；施工過程中，工序安排比較合理。

不足之處：合同履行與施工開始時間間隔較短，準備工作比較倉促；有關器件的選擇上應充分考慮。日常工作中要加強對技術人員的培訓，提高他們的技術水平，讓他們把學到的知識，應用到實際工作中去，促進企業設備管理水平的提高。加強設備的使用管理，尤其進口設備的管理。

設備改造完畢，經過三年的運行，結果符合我們預期的要求：故障率降低，單次維修時間縮短，生產效率提高。