關(guān)于工廠電氣實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的研究

何綠林 楊偉 李晉偉 李雁兵

摘要：工廠電氣實(shí)驗(yàn)室以先進(jìn)技術(shù)、自控產(chǎn)品、計(jì)量、儀表、電氣裝置為核心，集人員培訓(xùn)、設(shè)備檢測(cè)、技術(shù)研發(fā)、遠(yuǎn)程診斷于一體化，具有自動(dòng)化、計(jì)量?jī)x表、電氣技術(shù)高級(jí)培訓(xùn)、現(xiàn)場(chǎng)故障的模擬與仿真、硬件性能測(cè)試、遠(yuǎn)程故障的監(jiān)視與診斷、崗位練兵和資格考核、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)優(yōu)化、超前技術(shù)儲(chǔ)備以及提供緊急設(shè)備備件和提供工具、軟件、資料等功能，為技術(shù)人員提供一個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化，軟件開(kāi)發(fā)、學(xué)習(xí)培訓(xùn)，技術(shù)交流的開(kāi)放基地。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;變頻器;PLC;技術(shù)交流;實(shí)驗(yàn)

1、工廠電氣實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的基本原則

從工廠中電氣技術(shù)人員的工作任務(wù)出發(fā)，本著服務(wù)現(xiàn)場(chǎng)，跟蹤專業(yè)前沿基礎(chǔ)的原則，在充分利用工廠中現(xiàn)有的備品備件的基礎(chǔ)上，收集和整理控制設(shè)備，關(guān)鍵配件，搭建電氣實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室配備的設(shè)備不僅僅是實(shí)驗(yàn)設(shè)備，同時(shí)也是工廠中各生產(chǎn)線的關(guān)鍵備件庫(kù)，在應(yīng)急情況下，隨時(shí)可以補(bǔ)充到現(xiàn)場(chǎng)，以供緊急調(diào)用。

2.工廠電氣實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的必要性

2.1可幫助解決現(xiàn)場(chǎng)故障問(wèn)題。

從控制系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)的重要性來(lái)看，一旦系統(tǒng)出問(wèn)題，將嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行，所以處理故障時(shí)，一方面要查找故障的原因，另一方面馬上組織恢復(fù)生產(chǎn)。事實(shí)上，好多系統(tǒng)問(wèn)題并不是馬上就能分析判斷透徹，為了減少故障對(duì)生產(chǎn)的影響，往往在做初步的分析判斷后就匆匆組織恢復(fù)生產(chǎn)，然后再進(jìn)行詳細(xì)的研究和分析，制定出防范措施，可一旦系統(tǒng)恢復(fù)生產(chǎn)后，現(xiàn)場(chǎng)就沒(méi)有了實(shí)際的系統(tǒng)軟、硬件環(huán)境，就不能對(duì)所出現(xiàn)的故障進(jìn)行模擬仿真，就不能對(duì)故障結(jié)果進(jìn)行再現(xiàn)，就不能對(duì)故障原因進(jìn)行實(shí)事求是的分析和判斷，也就不可避免地接二連三重復(fù)地出現(xiàn)相同的故障。

2.2可開(kāi)展技術(shù)交流和技術(shù)培訓(xùn)。

能讓更多的技術(shù)人員接觸更多的新技術(shù)，而又不影響現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)檢修工作，組織技術(shù)交流和技術(shù)培訓(xùn)，要達(dá)到好的培訓(xùn)效果，就得按照技術(shù)培訓(xùn)中的課程進(jìn)行實(shí)際反復(fù)的練習(xí)，這就需要有一個(gè)好的培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，能按照培訓(xùn)要求的軟、硬件環(huán)境開(kāi)展每個(gè)環(huán)節(jié)的練習(xí)與實(shí)踐，這樣才能收到事半功倍的培訓(xùn)效果。

2.3應(yīng)對(duì)電氣后備技術(shù)人才的培養(yǎng)。

隨著工廠檢修人員的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在應(yīng)對(duì)日常工作和系統(tǒng)集中檢修維護(hù)工作時(shí)，明顯地暴露出熟練技能人員短缺的問(wèn)題。搭建電氣試驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)，充分利用現(xiàn)有的維護(hù)人員，對(duì)收集到的資料進(jìn)行消化和掌握，加緊培訓(xùn)、培養(yǎng)后備技術(shù)人員，為工廠的檢修維護(hù)和技術(shù)改造打下良好的基礎(chǔ)。

2.4系統(tǒng)軟、硬件編程、工具和手冊(cè)資料的共享。

工廠中電氣控制產(chǎn)品品種多，型號(hào)復(fù)雜，備品備件分散，在系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，又不能及時(shí)地準(zhǔn)備齊全相應(yīng)的軟件、編程工具和手冊(cè)資料，給生產(chǎn)的維護(hù)帶來(lái)了不必要的損失，所以有必要對(duì)現(xiàn)有的控制系統(tǒng)軟、硬件，編程工具以及手冊(cè)資料進(jìn)行收集管理，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用程序進(jìn)行有計(jì)劃的備份，實(shí)現(xiàn)集中管理，建立技術(shù)儲(chǔ)備中心，既可以減少重復(fù)投資成本和重復(fù)儲(chǔ)備成本，又實(shí)現(xiàn)資源共享，提供應(yīng)急狀態(tài)下的調(diào)用。

3.電氣實(shí)驗(yàn)室建設(shè)內(nèi)容及基本功能的描述

3.1建設(shè)內(nèi)容

（1）建設(shè)3-5個(gè)PLC系列實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括ControlLogix5000控制器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、SLC500控制器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、S7-1200控制器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，S7-200控制器實(shí)驗(yàn)平臺(tái);

（2）建設(shè)2-3個(gè)觸摸屏實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括MCGS觸摸屏實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、PanelView觸摸屏實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、KTP西門子觸摸屏實(shí)驗(yàn)平臺(tái);

（3）建設(shè)3-6個(gè)變頻器控制調(diào)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括ABB的ACS600系列變頻器實(shí)驗(yàn)，施耐德ATV系列變頻器實(shí)驗(yàn)，西門子6SE70系列變頻器實(shí)驗(yàn)，羅克韋爾的PowerFlex系列變頻器實(shí)驗(yàn)，森蘭SB系列變頻器實(shí)驗(yàn);

（4）建設(shè)壓力、熱工儀表、電動(dòng)調(diào)節(jié)等儀器儀表調(diào)試平臺(tái);

（5）建設(shè)1個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái);

（6）建設(shè)電氣傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)仿真、技術(shù)資料、備件中心。

3.2 基本功能的描述

通過(guò)硬件環(huán)境，結(jié)合其控制產(chǎn)品的應(yīng)用現(xiàn)狀，建立以AB公司ControlLogix系列PLC為核心的平臺(tái)，集Siemens、AB產(chǎn)品及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為一體的實(shí)驗(yàn)室。通過(guò)軟件環(huán)境，以硬件仿真器、應(yīng)用軟件仿真的形式創(chuàng)建軟實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)具備以下功能：

（1）搭建AB公司SLC500、PLC5以及ControlLogix等系列PLC基于DH+網(wǎng)、以太網(wǎng)以及ControlNet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的各類實(shí)驗(yàn)環(huán)境，還可搭建ControlLogix平臺(tái)下DeviceNet總線環(huán)境下的電機(jī)、變頻器等各類實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

（2）開(kāi)展軟啟動(dòng)、變頻器相關(guān)知識(shí)和控制原理，以及在不同控制接口下的實(shí)驗(yàn)。

（3）開(kāi)展無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)實(shí)驗(yàn)，把生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)傳輸至手機(jī)屏幕實(shí)驗(yàn)。

（4）通過(guò)仿真環(huán)境，可以模擬仿真現(xiàn)場(chǎng)工況大部分工藝環(huán)境下的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)的動(dòng)畫與聯(lián)調(diào)。

（5）通過(guò)軟件環(huán)境和變頻裝置的通訊驅(qū)動(dòng)接口軟件，為實(shí)現(xiàn)不同廠家工控計(jì)算機(jī)設(shè)備與其他廠家變頻裝置的互連和程序控制創(chuàng)建模擬和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，積累不同廠家工控產(chǎn)品與變頻裝置集成于同一控制系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)和方法。

（6）具備對(duì)各種類型，各種廠家的變頻和軟啟動(dòng)器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室調(diào)試和學(xué)習(xí)的功能。提供對(duì)傳動(dòng)新產(chǎn)品，新技術(shù)進(jìn)行跟蹤學(xué)習(xí)和測(cè)試的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)行軟啟動(dòng)器，變頻器控制原理及相關(guān)知識(shí)的普及以及在不同控制接口下的實(shí)驗(yàn)。

（7）兼?zhèn)洮F(xiàn)場(chǎng)變頻裝置的離線維護(hù)，故障診斷及測(cè)試。

（8）針對(duì)各車間目前應(yīng)用較為廣泛的羅克韋爾、ABB，西門子，施耐德等國(guó)外著名變頻器制造公司的核心產(chǎn)品，有針對(duì)性地選擇其低壓交流變頻器，軟啟動(dòng)器等有代表性的產(chǎn)品與電機(jī)拖動(dòng)進(jìn)行配套，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行濃縮建設(shè)。既能在本實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)調(diào)試，又能借助實(shí)驗(yàn)室以Ethernet TCP/IP、DeviceNet、ControlNET、ModbusPlus等網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程和本地控制的低壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)室。

結(jié)束語(yǔ)

工廠中電氣實(shí)驗(yàn)室建成投用后，能為電氣技術(shù)人員提供了技術(shù)交流、技術(shù)講座、技術(shù)培訓(xùn)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，為年輕的技術(shù)人員提供了技術(shù)學(xué)習(xí)平臺(tái)，從而更快、更好的成長(zhǎng)，為培養(yǎng)后備技術(shù)人才創(chuàng)造了良好的環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭艷旭，馬學(xué)東，李明.如何做好企業(yè)電氣設(shè)備管理[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（14）：163.