BMD氣沖線電控系統(tǒng)技術(shù)改造

摘 要：文章針對(duì)氣沖線運(yùn)行中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，提出了進(jìn)行電控系統(tǒng)技術(shù)改造的可能性。進(jìn)而通過(guò)對(duì)技術(shù)方案的考察、論證，借鑒相關(guān)單位的成功改造經(jīng)驗(yàn)，確定了技改方案。改造過(guò)程中，驗(yàn)證了技術(shù)方案的合理性和經(jīng)濟(jì)適用性。改造完成后，結(jié)合改造過(guò)程和運(yùn)行中出現(xiàn)的情況，總結(jié)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(guān)鍵詞：鑄造設(shè)備；進(jìn)口生產(chǎn)線；伺服控制；技術(shù)改造

1 改造的必要性

我們公司的BMD氣沖自動(dòng)造型線，是1992年從德國(guó)BMD公司引進(jìn)的，1993年7月調(diào)試完畢、投入使用，用于鑄造柴油機(jī)缸體、缸蓋等部件。

該生產(chǎn)線經(jīng)過(guò)近二十年的運(yùn)行，電控系統(tǒng)方面存在如下問(wèn)題：主要器件生產(chǎn)廠家SIEMENS和ABB，已于2000年前后相繼停止了有關(guān)器件的生產(chǎn)，備件采購(gòu)相當(dāng)困難；有幾種備件，尤其是ABB的備件，由于沒(méi)有儲(chǔ)備已嚴(yán)重影響了生產(chǎn)線的運(yùn)行，使生產(chǎn)線陷入了隨時(shí)可能停產(chǎn)的境地，相應(yīng)的備件在市場(chǎng)上根本沒(méi)有替代品；系統(tǒng)老化，故障頻繁，維修方面耗費(fèi)了大量的人力、財(cái)力、物力，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)線的使用效率，使先進(jìn)的生產(chǎn)線根本發(fā)揮不出應(yīng)有的高效率。

機(jī)械、液壓系統(tǒng)方面也存在器件老化、摩損嚴(yán)重、尺寸偏差較大等問(wèn)題，大大降低了生產(chǎn)線的效率。上述問(wèn)題的出現(xiàn)，單純靠維修已無(wú)法解決問(wèn)題了。

針對(duì)上述問(wèn)題，參考相關(guān)廠家的氣沖線改造的成功經(jīng)驗(yàn)，公司領(lǐng)導(dǎo)在充分考察、論證、對(duì)比分析的基礎(chǔ)上，最終確定了對(duì)氣沖線進(jìn)行電控系統(tǒng)技術(shù)改造的方案：以電控系統(tǒng)技術(shù)改造為主，機(jī)械、液壓系統(tǒng)的改造維修為輔。

2 技術(shù)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(shí)間，提高生產(chǎn)效率，公司領(lǐng)導(dǎo)提出了對(duì)BMD氣沖線進(jìn)行技術(shù)改造的構(gòu)想。

最初，相關(guān)部門提出了多種可能的方案供選擇。公司領(lǐng)導(dǎo)對(duì)方案進(jìn)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(jìn)行BMD氣沖線電控系統(tǒng)技術(shù)改造，并輔以機(jī)械、液壓系統(tǒng)改造維修。

技術(shù)方案確定后，公司派出了技術(shù)、管理人員組成的考察組，選定了兩家已經(jīng)進(jìn)行了BMD氣沖線電控系統(tǒng)技術(shù)改造的公司：江西五十鈴鑄造廠和杭汽發(fā)鑄造廠，去南昌和杭州進(jìn)行了實(shí)地考察，與兩家公司的技術(shù)人員進(jìn)行了交流，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)了解了改造后的生產(chǎn)線的運(yùn)行狀況，對(duì)兩條線的技術(shù)改造在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的探討。

在考察研究的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員提出了本公司BMD氣沖線電控系統(tǒng)技術(shù)改造的思路：

（1）用SIEMENS S7-400系列PLC替代原來(lái)的S5-135U；（2）將ABB系統(tǒng)整體拆除，原有功能由S7-400系列PLC執(zhí)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(dāng)從SIEMENS方面了解到611U即將停產(chǎn)的消息后，為了保證日后的備件供應(yīng)，及時(shí)對(duì)我們的改造方案進(jìn)行了調(diào)整，決定采用目前市場(chǎng)上相對(duì)較新、技術(shù)成熟的S120變頻器；（4）伺服電機(jī)采用SIEMENS 1FT6系列替代原有的1FT5系列；（5）新上兩臺(tái)工控機(jī)，一臺(tái)裝STEP7軟件，用于編程；一臺(tái)裝WinCC軟件，帶兩個(gè)顯示器，控制室和現(xiàn)場(chǎng)各放一個(gè)，用于監(jiān)控和文本顯示。

該技術(shù)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(chǎn)品，技術(shù)比較成熟，短時(shí)間內(nèi)肯定不會(huì)有技術(shù)過(guò)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。S7-400與S5-135U結(jié)構(gòu)相似，可以把S5-135U上的接線對(duì)應(yīng)移植過(guò)來(lái)，只需要做很少的改動(dòng)，對(duì)工期和質(zhì)量有保障。如果采用S7-300代替S5-135U，雖然價(jià)格上會(huì)便宜一些，但會(huì)增加很多的接線，對(duì)工期影響很大，且S7-300本身的質(zhì)量也比不如S7-400。

（2）對(duì)ABB這套系統(tǒng)，情感上講，我是又愛(ài)又恨。畢竟它太完美了，尤其是對(duì)電機(jī)同步的控制上，做得相當(dāng)好。即便是使用已超過(guò)20年的老產(chǎn)品，放在今天也絕對(duì)是首屈一指、獨(dú)占鰲頭。這套系統(tǒng)最大的缺點(diǎn)是：內(nèi)部程序是固化的，ABB要技術(shù)保密，不向外界提供可視程序，給故障排除帶來(lái)相當(dāng)大的困難，只能忍痛割愛(ài)。用S7-400來(lái)執(zhí)行ABB的功能，雖稍顯不足，但從實(shí)用性和性格比上看，還是有吸引力的。企業(yè)畢竟不科研院所，要以追求利潤(rùn)最大化為目的的。設(shè)備實(shí)用，造價(jià)低廉，何樂(lè)而不用？

（3）電機(jī)，要根據(jù)變頻器來(lái)選擇，用1FT6系列也就順理成章。只是要適當(dāng)?shù)乜紤]電機(jī)功率、軸徑、轉(zhuǎn)速和扭矩。PLC、變頻器、電機(jī)都可以在原位置安裝，不必額外增加電器柜。

（4）新上兩臺(tái)工控機(jī)，是為了替代原來(lái)的PG750編程器和文本/故障顯示器。

（5）在工期的設(shè)計(jì)上，由于公司要求比較嚴(yán)格，最多為一個(gè)月。具體分配是：舊設(shè)備拆除、新設(shè)備安裝，7天；單機(jī)調(diào)試，7天；空載調(diào)試，7天；負(fù)荷調(diào)試，7天；共計(jì)28天。最后7天實(shí)際上是正常生產(chǎn)。工期為連續(xù)的28天，中間沒(méi)有休息日。

針對(duì)此技術(shù)方案，公司組織相關(guān)技術(shù)、管理、操作人員進(jìn)行了評(píng)審，最終通過(guò)了此技術(shù)方案。

該項(xiàng)目經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的招投標(biāo)程序，由西門子工廠自動(dòng)化有限公司中標(biāo)。

3 項(xiàng)目實(shí)施

施工開(kāi)始前，西門子工廠自動(dòng)化工程有限公司制定了比較詳細(xì)的施工進(jìn)度計(jì)劃，工期為28天。第一周的工作計(jì)劃很詳細(xì)，對(duì)每天的工作任務(wù)和工作時(shí)間都進(jìn)行了安排；后三周的工作計(jì)劃，考慮到工程施工中的可變因素，對(duì)每周的進(jìn)度計(jì)劃、每個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的時(shí)間和計(jì)劃做了詳細(xì)設(shè)定。

經(jīng)過(guò)全體人員的努力，BMD氣沖線電控系統(tǒng)技術(shù)改造項(xiàng)目，于2010年7月31日完成全部安裝調(diào)試任務(wù)；8月1日，BMD氣沖線正式投入運(yùn)行，確保每個(gè)班次產(chǎn)量都在300箱以上，日產(chǎn)量保持在600箱以上。

實(shí)際調(diào)試過(guò)程也驗(yàn)證了一個(gè)之前一直困擾我的問(wèn)題：S7-400+CU320+S120的組合能否做同步控制。這是事關(guān)這次改造成敗的關(guān)鍵問(wèn)題。實(shí)踐證明：這個(gè)組合做同步控制，雖然不是百分之百的完美，但應(yīng)付這種精度不是很高的同步控制，也足夠了，其性價(jià)比是比較高的。

改造過(guò)程中，我們積極與施工方協(xié)商，對(duì)施工順序進(jìn)行了部分調(diào)整。目的就是為了保證工期和質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

項(xiàng)目完工之后，技術(shù)人員對(duì)本次改造進(jìn)行了總結(jié)，明確了改造過(guò)程中的成功與不足之處。

成功之處：技術(shù)方案考慮得比較完善；工期設(shè)計(jì)比較合理，施工緊湊，時(shí)間浪費(fèi)少；施工過(guò)程中，工序安排比較合理。

不足之處：合同履行與施工開(kāi)始時(shí)間間隔較短，準(zhǔn)備工作比較倉(cāng)促；有關(guān)器件的選擇上應(yīng)充分考慮。日常工作中要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的培訓(xùn)，提高他們的技術(shù)水平，讓他們把學(xué)到的知識(shí)，應(yīng)用到實(shí)際工作中去，促進(jìn)企業(yè)設(shè)備管理水平的提高。加強(qiáng)設(shè)備的使用管理，尤其進(jìn)口設(shè)備的管理。

設(shè)備改造完畢，經(jīng)過(guò)三年的運(yùn)行，結(jié)果符合我們預(yù)期的要求：故障率降低，單次維修時(shí)間縮短，生產(chǎn)效率提高。