機(jī)電設(shè)備的電氣自動(dòng)化改造及維護(hù)探索

王祥發(fā) 婁金文 易康

關(guān)鍵詞：機(jī)電設(shè)備;電氣自動(dòng)化改造;維護(hù)

引言：探索機(jī)電設(shè)備的電氣自動(dòng)化改造及維護(hù)措施，需明確其重要性與必要性，建議相關(guān)改造人員在進(jìn)行設(shè)備改造時(shí)基于設(shè)備的自動(dòng)化程度與發(fā)展需求出發(fā)，不可一味地考慮改造成本或者是機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化性能，而是綜合各方面的因素來推進(jìn)具體的改造工作，切實(shí)提升機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行性能，實(shí)現(xiàn)其本身的穩(wěn)定、安全使用。

一、機(jī)電設(shè)備的電氣自動(dòng)化改造意義

進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)代以后，基于社會(huì)的需求，機(jī)電設(shè)備被提出了更高的要求，很多機(jī)電設(shè)備不但關(guān)乎著企業(yè)的綠色、低碳、循環(huán)發(fā)展，也會(huì)影響到企業(yè)的社會(huì)效益。故而需強(qiáng)化機(jī)電設(shè)備的電氣自動(dòng)化改造與維護(hù)，提升其自動(dòng)化生產(chǎn)水平。其改造意義主要表現(xiàn)在以下三點(diǎn)：其一，自動(dòng)化改造可提升機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率，運(yùn)行穩(wěn)定性，節(jié)約企業(yè)的人力資源成本，使其更好地滿足社會(huì)所需;其二，自動(dòng)化改造，利于提升機(jī)電設(shè)備的操作質(zhì)量，操作安全性，避免出現(xiàn)較多的人為失誤，利于保證生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量;其三，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化改造，利于實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其在運(yùn)行過程中的不足與存在的隱患，進(jìn)而提前做出應(yīng)對(duì)措施，避免損失的進(jìn)一步加大[1]。

二、機(jī)電設(shè)備的電氣自動(dòng)化改造及維護(hù)策略

以退火酸洗線機(jī)電設(shè)備為例，探究其自動(dòng)化改造與維護(hù)措施，需把握以下數(shù)點(diǎn)：

1.加強(qiáng)退火酸洗線機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)

其一，引入先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)不銹鋼退火酸洗帶軋線機(jī)電設(shè)備實(shí)施在線監(jiān)測(cè)，明確其可能存在的異常問題并實(shí)施針對(duì)性處理;其二，在自動(dòng)化改造與維護(hù)進(jìn)程中，進(jìn)行詳細(xì)地記錄，匯總并分析各項(xiàng)突出問題，給出合理方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的預(yù)演，確保其可行性與有效性，納入管理數(shù)據(jù)庫中，在其后面遇到類似問題時(shí)，可提取數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方案對(duì)其進(jìn)行快速、有效的處理，使其可保證在持久運(yùn)行狀態(tài);其三，注意安全問題。在設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化改造升級(jí)之后，還應(yīng)關(guān)注其運(yùn)行安全性，必要時(shí)做好設(shè)備的升級(jí)換代、更新，使其具備更好、更穩(wěn)定高效的使用性能[2]。

2.酸洗線無孔焊縫跟蹤校準(zhǔn)電氣自動(dòng)化改造

以新材料HRAPL5#酸洗線為例進(jìn)行論述，因焊縫打孔時(shí)由于沖孔模具對(duì)帶鋼沖擊，導(dǎo)致孔洞邊緣產(chǎn)生硬力，再者孔洞邊緣微有毛刺，因此當(dāng)焊縫的孔洞到達(dá)軋機(jī)進(jìn)行軋制時(shí)，帶鋼變薄，承受的張力變大，因此極易從孔洞邊緣裂開而導(dǎo)致軋機(jī)軋斷鋼帶造成生產(chǎn)故障，針對(duì)該種情況，可對(duì)其進(jìn)行電氣自動(dòng)化改造，提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，保持可持續(xù)生產(chǎn)。具體改造措施如下所示：

其一，在進(jìn)行電氣自動(dòng)化改造時(shí)，不再應(yīng)用焊縫打孔。在經(jīng)過程序分析之后，整合工藝控制要求，加入焊縫無孔跟蹤校準(zhǔn)控制程序，結(jié)合TRIZ理論，在焊縫經(jīng)過焊縫檢測(cè)儀時(shí)，不在投入焊縫檢測(cè)儀的檢測(cè)信號(hào)，而是采用MTR跟蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn);其二，主要步驟包括：

①研究焊縫檢測(cè)儀距離軋機(jī)一站的距離;②研究二級(jí)下發(fā)給一級(jí)的帶鋼長(zhǎng)度，以及當(dāng)前卷離開軋機(jī)一站的剩余長(zhǎng)度與下一卷的計(jì)算長(zhǎng)度;③添加各個(gè)焊縫的檢測(cè)信號(hào)、鋼帶在焊縫檢測(cè)儀處的鋼帶長(zhǎng)度;④研究TDC的MRT、LCO程序，對(duì)原因程序進(jìn)行修改以及添加新程序;⑤在HMI中添加是否投入焊縫無孔跟蹤校準(zhǔn)功能按鈕;⑥運(yùn)行調(diào)試;⑦FAT測(cè)試，功能驗(yàn)收。按照調(diào)試結(jié)果與校準(zhǔn)誤差對(duì)其加以完善與優(yōu)化[3]。

3.酸洗線張力輥電機(jī)及爐輥電機(jī)改造

以某公司固溶二號(hào)酸洗線的機(jī)電設(shè)備改造為例，退火爐入口的2#張力輥組原來使用3臺(tái)電機(jī)，分別為37kW、22kW、15kW，依靠西門子S120系列變頻器控制，其速度由0r/min到2132r/min，在生產(chǎn)薄鋼帶時(shí)，2#張力輥組電機(jī)可滿足爐子張力控制要求，但在生產(chǎn)超過10mm厚的不銹鋼帶時(shí)，2#張力輥組的電機(jī)轉(zhuǎn)矩?zé)o法滿足爐子張力控制的要求;同時(shí)爐區(qū)所使用的支撐輥電機(jī)為1.5kW，在生產(chǎn)超過10mm厚的不銹鋼帶時(shí)，轉(zhuǎn)矩經(jīng)常處于100%狀態(tài)，極易過載報(bào)故障，致使鋼帶表面產(chǎn)生凹坑，基于此，需要對(duì)電氣自動(dòng)化與傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)2#張力輥組電機(jī)在生產(chǎn)厚板時(shí)能夠滿足對(duì)爐子張力的控制要求，以及爐區(qū)支撐輥電機(jī)在生產(chǎn)厚板時(shí)亦能滿足生產(chǎn)要求。具體措施如下所示：

其一，核算在生產(chǎn)最厚16mm不銹鋼板時(shí)所需要的爐子實(shí)際張力，其單位張力為10KN，利用公式F=帶鋼寬度*帶鋼厚度*單位張力=1535*16*9/1000=221.04KN的總張力;其二，計(jì)算出現(xiàn)有張力輥組所出的最大張力為138.24KN;其三，根據(jù)生產(chǎn)16mm不銹鋼板時(shí)所需要的爐子實(shí)際張力，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要和電氣室所具備的條件2#張力輥組的升級(jí)改造，查看現(xiàn)場(chǎng)條件，把2#3后面的一根從動(dòng)輥添加一臺(tái)減速機(jī)，新增一臺(tái)45kW的變頻電機(jī)，電氣室新增一臺(tái)55kW的變頻器，利用原有的整流單元供電，新增一條主電纜和編碼器線，把原先37kW的主輥替換為75kW的電機(jī)，然后用37kW的電機(jī)和變頻器替換2#3原先15kW的電機(jī)，經(jīng)過計(jì)算升級(jí)改造后的2#張力輥組可出的最大張力為255.1KN，可滿足需要;其四，編寫新增2#4張力輥電機(jī)的自動(dòng)化程序，新增傳動(dòng)拓?fù)洌渲脗鲃?dòng)參數(shù)，選擇自動(dòng)配置報(bào)文，建立變頻器傳動(dòng)和自動(dòng)化程序狀態(tài)字和控制字的關(guān)系;其五，修改2#1和2#3張力輥電機(jī)及爐輥電機(jī)的傳動(dòng)參數(shù)以及自動(dòng)化參數(shù)，修改自動(dòng)化程序張力限副和HMI張力設(shè)定限副;其六，優(yōu)化2#1、2#3、2#4張力輥電機(jī)的參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)調(diào)試，最后進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試，確保張力能夠精確的閉環(huán)控制，以滿足生產(chǎn)要求。

4.構(gòu)建健全的機(jī)電設(shè)備電氣自動(dòng)化改造及維護(hù)體系

構(gòu)建健全的機(jī)電設(shè)備電氣自動(dòng)化改造及維護(hù)體系，是提升企業(yè)機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化管理水平的必要措施，需重視以下要點(diǎn)：其一，對(duì)酸洗線設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行摸排與調(diào)查，清楚其運(yùn)行情況，記錄各項(xiàng)調(diào)查數(shù)據(jù)，做好前期的信息收集工作;其二，對(duì)不銹鋼退火酸洗連軋線上的各項(xiàng)機(jī)電設(shè)備展開專業(yè)校對(duì)，設(shè)置任務(wù)書，將改造要求、圖紙繪制等納入任務(wù)書，提升自動(dòng)化改造與維護(hù)方案可行性、科學(xué)性;其三，設(shè)置監(jiān)督機(jī)制，根據(jù)酸洗線設(shè)備改造與運(yùn)行情況對(duì)其加以調(diào)整，提升整體過程的順暢性。

5.組建酸洗線自動(dòng)化控制系統(tǒng)

組建酸洗線自動(dòng)化控制系統(tǒng)，應(yīng)按照機(jī)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)組織、性能特征與發(fā)展需求來構(gòu)建整體化控制系統(tǒng)，包括現(xiàn)場(chǎng)傳感器儀表控制系統(tǒng)、基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)等。以下分別論述：過程控制系統(tǒng)，用于控制酸洗線生產(chǎn)全過程的管控，包括在線監(jiān)控性能、指導(dǎo)控制性能、通訊性能，并具備計(jì)算、存儲(chǔ)、設(shè)定以及執(zhí)行功能;而基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)主要是依靠PLC來實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)過程的監(jiān)視、控制以及調(diào)節(jié)，并與其他系統(tǒng)通訊;現(xiàn)場(chǎng)傳感器儀表系統(tǒng)包括裝置在整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上各個(gè)位置的傳感器、變送器、執(zhí)行器、檢測(cè)儀表與控制設(shè)備等，其可借助無線互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各個(gè)儀表間的互聯(lián)互通，并協(xié)助管理人員在進(jìn)行設(shè)備維護(hù)時(shí)及時(shí)定位到故障儀表位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)其的快速、高效處理[5]。

結(jié)語：綜述，文章就機(jī)電設(shè)備的電氣自動(dòng)化改造及維護(hù)探索進(jìn)行了論述與分析，探討了其改造的意義與具體措施，建議改造人員給與其必要的重視，從機(jī)電設(shè)備使用企業(yè)的根本所需完成后續(xù)的改造工作，并要求維護(hù)人員更新其維護(hù)理念，對(duì)自動(dòng)化改造之后的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行全范圍的有效維護(hù)，確保其持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊濤.自動(dòng)化應(yīng)用機(jī)電設(shè)備的電氣自動(dòng)化改造及維護(hù)研究分析[J].電子樂園，2021，（3）：2.

[2]王振華.煤礦機(jī)電設(shè)備的電氣自動(dòng)化改造及維護(hù)[J].當(dāng)代化工研究，2021，（20）：2.

[3]韓新建，任巍，徐立等.一種提升連軋退火酸洗基礎(chǔ)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定方法：， CN110365506A[P].2019.

[4]韓學(xué)昌.退火酸洗線卷取區(qū)張力控制方法[J].一種技術(shù)，2019，（6）：3.

[5]馮莉娟.機(jī)電設(shè)備的電氣自動(dòng)化改造及維護(hù)研究[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2021，（1）：3.