鋼廠電氣設備自動化調試技術運用探討

河鋼集團宣化鋼公司焦化廠 張 強

在環境保護背景下，越來越多的鋼廠開始廣泛推行電爐煉鋼。現代化鋼廠內部電氣自動化水平顯著提升，通過聯合生產也達到技術創新的效果，實現了鋼材生產信息化、數字化與自動化的目的。鋼廠中核心電氣設備為電爐，其中包含若干個單元設備，整體結構比較復雜。所以針對這一類復雜的電氣設備全方位普及自動化調試技術，有利于提升鋼廠生產效率與操作安全。

1 鋼廠電氣設備與自動化調試介紹

電氣設備存在隱蔽性、多樣性特點。一方面，現階段鋼廠電氣設備運行是以電作為基本動能，所以用電量也會相對相應提升。電能具有隱蔽性，電氣設備在運行過程中如發生電氣故障也無法快速確定故障位置，集成電路隱藏在電氣設備內部，須通過專業設備檢測方能發現，這也增加了鋼廠電氣設備故障檢修難度；另一方面，因鋼廠涉及大量電氣設備且設備結構相對復雜，一旦發生故障并不能保證所有設備故障相同。例如電纜、綜合保護器等電子元件故障的排查范圍較大，電子元件逐一排查工作量增加。此外電氣設備一旦發生故障，通常具有突發性，導致鋼廠生產效率直接受到影響。

針對電氣設備進行自動化調試，首先，在調試范圍方面，當電氣設備處于運行狀態，按照規定調試流程可保證設備正常運轉，管理人員應熟知調試流程。電氣設備調試范圍較廣泛，例如控制器、綜合保護器、變頻器。確定調試范圍后有利于提升自動化調試效率，充分發揮電氣設備自動化調試技術的作用，快速恢復設備運轉。

其次，針對自動化調試技術的應用需搭建對應的調試模式，尤其要對電氣設備原材料、機械設備采購環節要給予重視。根據國家質量檢驗標準采購符合要求的設備在鋼廠生產中應用，明確安全生產重要性，盡可能規避電氣設備事故，創造自動化調試有利條件[1]。為規避電氣設備故障，當電氣系統處在運行狀態時需操作計算機系統實施調試，通過可視化監控了解電氣系統運行現狀。電氣調試系統內部的主調試器主要原件為PLC調試系統，負責各項數據的采集、整理，利用驅動電路為執行部門反饋處理結果，確保電氣設備能穩定運轉。

最后，鋼廠中所有電氣設備進行自動化調試，應根據現有功能要求、技術要求實施作業，保證調試設計原則實用性、功能性。換言之，電氣設備自動化調試采集到的數據需在系統中自動化分析與處理，利用特定程序加工計算，明確當前電氣設備運行狀態，分析設備是否存在故障，這是應用自動化調試技術的關鍵點[2]。

2 鋼廠電氣設備自動化調試技術需解決問題

技術與設備自主研發限制。鋼廠內部的電氣設備為實現自動化調試目標均開始自主研發，且自研設備在應用過程中也獲得了理想效果，有效規避電氣設備運行故障。但個別技術設備在研發階段受限，導致資源嚴重浪費。此外自主研發電氣設備在材料選擇方面無法滿足質量標準，致使設備使用期限縮短，鋼廠企業投入大量費用進行設備的維修與養護。

自動化調試技術實踐影響因素。現階段鋼廠中電氣設備已基本進入到自動化調試階段，實際上自主研發結果轉化與推廣還有很大進步空間，致使自動化調試技術和鋼廠電氣設備應用無法緊密銜接[3]。電氣設備運行過程中更多會選擇國外引進設備，所以我國自主研發生產適合鋼廠的調試設備也面臨一些影響因素，需加強設備與鋼廠冶金生產的適應性。

技術網絡與互聯網升級。在大數據時代下鋼廠電氣設備也需加強信息化建設，應用自動化調試技術需充分結合計算機網絡及互聯網知識，掌握調試儀器儀表、電氣設備調試管理等諸多技能。但在技術網絡、互聯網升級方面依然面臨問題，如鋼廠生產接口缺乏規范性導致編程接口適用性不強，無法在其他公司生產設備中運用，這也體現出技術網絡和互聯網升級的重要性[4]。全面實現鋼廠自動化調試的互聯網覆蓋，憑借計算機技術網絡功能在鋼廠企業生產管理中運用，不僅可優化自動化調試技術效果，也有利于帶動電氣設備自動化調試技術升級。

3 鋼廠電氣設備自動化調試技術的應用建議

3.1 做好電氣設備調試前期準備工作

為保證鋼廠內部所有電氣設備的調試效果，后期設備能夠正常運行，要在前期準備階段檢驗電氣設備的調試技術，根據試驗結果優化改進，保證最終能夠符合調試規范。開始試驗前期了解電氣測量所有項目，組織電氣設備電阻、絕緣電阻吸收比測量，按照測量電容比結果觀察測量變比，為后期電氣設備自動化調試技術的應用打好基礎。

3.2 電氣設備調試階段注意觀察與測試

進行電氣設備自動化調試必須組織試驗，其中包括三項直流電阻試驗、高壓耐壓試驗、絕緣電阻試驗和繞組極性測試。三相直流電阻的測量須挑選專業度有保證的直流電橋，當電流經過操作臺后便要將變壓器電壓進行調整，通過輸入電源的方式達到升壓效果[5]。隨后連接變壓器，通過放電保護高壓側，保證另外一側接地處理效果。放電保護器運行須結合實際情況調整放點間隙，使保護電壓值超過試驗電壓值。將調試電源切斷后，操作臺上方調壓器歸零。高壓電流表和水電組等連接后組織試驗檢查，檢查重點是接地聯系情況，確保接地的安全性后便可實施后續操作。

試驗過程中電壓呈現緩慢上升趨勢，根據要求期限電流表指針不能發生閃動，結束定時后電壓要保證勻速下降，同時將電源切斷，泄漏電流處在規定范圍。這一階段還需注意，無論是開始試驗前還是結束后，須及時測量絕緣電阻，確保組織負荷規范性，通過高壓耐壓方法對綜合保護器、高壓變頻器進行檢測，調整自動化調試技術參數，使電氣設備能夠穩定運行。

3.3 不同部位的調試

儀表調試。電氣設備安裝環節如果受到外部環境影響，會導致自動化儀表中一些細小零部件遺失或破損，直接阻礙后期自動化儀表穩定運行。所以應做好溫度調試工作，明確外部環境因素，通常是以熱電毫伏、熱電阻阻值比較常見[6]。調整溫度后零部件會在其影響下發生變化，需同時更換全新的溫度部件，由工作人員觀察自動化儀表中流量表、壓力表。實施自動化儀表調試的人員須具備設備檢修、維護等技能，確保自動化儀表調試后能穩定運行。開始儀表調試前要深入工作現場了解周圍環境，避免儀表調試環節因環境因素導致失誤。平面設計圖、設計材料也是儀表調試的重點內容，可加強測量值精準性，為自動化調試技術選擇提供參考依據，規避自動化儀表在運行期間的安全隱患。

聯校調試。聯校調試過程中，鋼廠內部的電氣設備、自動化儀表連接后要輸入信號，明確待安裝自動化儀表所在位置，若系統信號已超出限定范疇，警報系統便會發出預警信息，自動化儀表回路的調試工作人員要對儀表內部絕緣、校線處理情況實施檢查，保證接線準確性[7]。完成回路調試工作，務必要保證零位精準性。自動化儀表系統內部如發現誤差也要按照規范要求進行調整，并詳細記錄調試行為與過程。工作人員深入檢測自動化儀表系統，杜絕不規范的操作行為，結束自動化儀表調試后便可實施安裝，加強材料使用規范性。

氣動閥門調試。電氣設備自動化調試包括氣動閥門調試，組織調試過程中要總結問題，根據之前操作經驗檢查氣源球閥，確保氣源球閥規范性。通過氣源壓力內部情況的檢測，開始氣動切斷閥門的調試，保證其處在自動運行狀態下[8]。若在調試期間發現閥門系統故障便可全方位組織檢查，以免對閥門常規運轉造成阻礙。

4 電氣設備自動化調試故障解決方法

鋼廠中所使用的電氣設備如發生故障，與前期安裝有直接聯系。所以電氣設備安裝重點管控便可規避故障，特別是設備電纜走向與電纜排布，有利于保證所有元件連接的穩定性。組織電氣設備自動化調試，應嚴格按照設備說明與規定進行電纜布置，一方面要為后期設備維修提供便利，另一方面也要加強各個元件連接的牢固性[9]。電氣設備器件安裝檢測若發生與設備匹配度差問題會導致無法正常運轉，比如在電氣設備運行期間有時會出現電焊線焊點不牢固問題，從而導致設備終止運行，盡管該問題并不會帶來嚴重后果且問題的解決也較容易，但后期排查難度較大，變頻器電纜屏蔽層安裝與要求不符，導致設備在運行時出現漏電現象，接觸設備表面也會產生觸電感，料倉與懸掛桿之間的連接有電弧生成。結合電氣設備自動化調試的經驗，要將屏蔽層拆除并重新安裝，但這一流程耗時較長，整體工作量較大。針對電氣設備的安裝須精準控制才能減小故障發生概率[10]。

開始安裝前詳細閱讀說明，調整設備安裝方案、繪制圖紙，一旦遇到問題可及時聯系供貨廠商。結束安裝工作后要安排技術人員負責維修與檢查，確保運行前能將所有問題解決。電氣設備自動化調試未開始時，要檢查合格證書、供貨廠商等基礎數據，滿足國家質量檢驗標準后方可實施調試，尤其要關注電氣設備調試的安全性，這是自動化調試技術應用的重要前提。設備自動化調試須在運行狀態下展開，通過可視化監控及時發現設備安裝的問題，很多電氣設備調試系統包括PLC調試單元、端子板等，所以調試系統也被劃分成主調試系統、調速調試系統[10]。其中主調試系統需采集、整理需要的數據信息，利用驅動電路將所有執行部門發出的指令采集后及時反饋，確保電氣設備穩定運行。

開始調試電氣設備后，將鋼廠企業設備調試外包給專業單位，這是保證自動化調試質量的有效舉措。前期招標階段完善自動化設備調試招標制度，確保最終的投標單位能滿足鋼廠要求。選定中標單位后由中標單位繳納保證金，結束電氣設備調試后根據調試結果組織核算，確保中標單位能保質保量完成電氣設備調試工作。期間在調試工作中先實施靜態測試，明確電氣設備故障再逐一將其排除。完成設備調試后注意不能立即通電檢測，以免問題原件被忽略，致使通電后發生故障。通電與靜態調試須靈活切換方可快速找到電氣設備故障位置。

結合鋼廠電氣設備自動調試實踐經驗，總結自動化調試技術的兩個注意要點：首先需根據電氣設備功能要求選擇技術，其次需利用自動化調試技術提升電氣設備運行效率。優化電氣設備調試過程，快速采集有效的數據，利用大數據技術整合分析運算后直觀了解電氣設備運行現狀，并分析故障根本原因。因為鋼廠車間作業環境溫濕度高，會產生嘈雜的噪音，難免會影響到電氣設備使用期限[11]。一旦發生故障，受周圍環境影響可能無法快速清晰地了解設備運轉情況。處在高溫作業環境下，安裝電氣設備時盡可能將布線位置遠離高溫區域，若無法避免建議做好電纜保護工作，通過增加保護層的方式避免高溫導致電纜破損。作業環境溫濕度高還有可能會加速電氣設備氧化，縮短使用期限，甚至會因氧化導致連電。所以鋼廠所有電氣設備須定期檢修，通過提前防護消除安全隱患。

綜上，電氣設備自動化調試技術在實際應用過程中，需立足于前期準備、調試過程檢測、后期設備維護三個階段，改善設備調試計劃，及時發現電氣設備故障，定期組織檢修與維護，提升鋼廠電氣設備運行質量與效率。此外，發揮自動化調試技術作用也可實現鋼廠調試工作創新，使信息化、數字化建設更加深入的落實，保證能夠在規定時間內完成所有生產工作。