冷軋熱鍍鋅機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)常見(jiàn)故障問(wèn)題與維護(hù)

張 旭

（河鋼邯鋼冷軋廠，河北 邯鄲 056000）

隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的快速發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。冷軋熱鍍鋅機(jī)組作為生產(chǎn)高質(zhì)量板材的生產(chǎn)線，其自動(dòng)化控制已達(dá)到了很高的水平，為生產(chǎn)板形優(yōu)良、鍍層均勻的鍍鋅產(chǎn)品提供了可靠的技術(shù)支持。比如氣刀控制、鋅液溫度控制、速度與張力控制等，都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了非常高精度的自動(dòng)化。對(duì)于自動(dòng)化程度很高的熱鍍鋅機(jī)組來(lái)說(shuō)，其設(shè)備維護(hù)的工作量也是很大的，且對(duì)于機(jī)組的正常運(yùn)行也是非常關(guān)鍵的。本文結(jié)合工作實(shí)際，對(duì)熱鍍鋅機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)常見(jiàn)故障問(wèn)題及其日常維護(hù)工作進(jìn)行了探討。

1 連續(xù)熱鍍鋅工藝及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成

連續(xù)熱鍍鋅是經(jīng)過(guò)板形和表面處理的冷軋帶鋼在連續(xù)熱鍍鋅機(jī)組上，經(jīng)過(guò)開(kāi)卷、矯直、窄搭接焊接、熱浸鍍鋅、拉矯等一系列生產(chǎn)環(huán)節(jié)形成鍍鋅帶材的生產(chǎn)過(guò)程。機(jī)組設(shè)備主要包括：開(kāi)卷機(jī)、窄搭接焊機(jī)、入口活套、退火爐、鋅鍋及氣刀、拉矯機(jī)、光整機(jī)、出口活套、飛剪、卷曲機(jī)等。機(jī)組基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)采用西門(mén)子S7-400可編程邏輯控制器（PLC），整個(gè)系統(tǒng)包括：中央處理單元（CPU）、電源模塊、信號(hào)模塊、通訊模塊、功能模塊、接口模塊、機(jī)架等。軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)主要為STEP7，采用結(jié)構(gòu)文本、梯形圖、指令表、功能塊圖、順序功能流程圖等作為編程語(yǔ)言。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用三級(jí)構(gòu)架，其中包括現(xiàn)場(chǎng)總線、HMI服務(wù)器與PLC之間的數(shù)據(jù)通訊，以及HMI服務(wù)器與客戶機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊。其中現(xiàn)場(chǎng)總線采用標(biāo)準(zhǔn)的Profibus-DP，裝配有CBP2通訊模塊與PLC進(jìn)行通訊；HMI服務(wù)器與PLC、客戶機(jī)之間則通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。自動(dòng)化系統(tǒng)采用多PLC系統(tǒng)方式，應(yīng)用軟件編制采用單元結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)狀態(tài)及位置監(jiān)視、順序控制、儀表控制、物料跟蹤等功能。傳動(dòng)控制采用VC矢量控制，由變頻器輸出控制相關(guān)的電氣運(yùn)行，完成對(duì)生產(chǎn)參數(shù)的控制和調(diào)節(jié)。

2 熱鍍鋅機(jī)組自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的常見(jiàn)故障問(wèn)題

2.1 傳感器故障

傳感器主要用于采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，為自動(dòng)化控制系統(tǒng)及相關(guān)參數(shù)調(diào)節(jié)提供準(zhǔn)確地?cái)?shù)據(jù)支持。熱鍍鋅機(jī)組中，為了采集張力、溫度、間距、位置、帶鋼厚度等數(shù)據(jù)，需要有大量的傳感器布置在現(xiàn)場(chǎng)。常見(jiàn)的有張力計(jì)、溫度傳感器、位置傳感器、測(cè)厚儀、激光測(cè)距儀等?，F(xiàn)場(chǎng)傳感器常見(jiàn)的故障問(wèn)題主要有松動(dòng)脫落、表面污損變形等，可引起數(shù)據(jù)測(cè)量誤差或是無(wú)信號(hào)。這就需要儀表技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的巡查和維護(hù)。若發(fā)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)異常時(shí)，應(yīng)立即維修和更換，對(duì)于測(cè)量數(shù)據(jù)存在明顯偏差的，則要盡快調(diào)校。以保證傳感器信號(hào)傳送的穩(wěn)定、準(zhǔn)確。

例如出口步進(jìn)梁鋼卷檢測(cè)光柵故障：操作箱鋼卷指示燈顯示常亮即有卷，此時(shí)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)遮擋且光柵反饋接收燈亮但HMI依然顯示有卷。出現(xiàn)此類情況可以檢查并拆卸光柵，若發(fā)現(xiàn)信號(hào)線掉，導(dǎo)致反饋信號(hào)丟失（即有卷），可以通過(guò)重新緊固接線后恢復(fù)。若是因?yàn)楣鈻欧瓷浒骞潭ò白嗟孛骈_(kāi)裂導(dǎo)致鋼卷檢測(cè)光柵不穩(wěn)定，則需要通知工藝及機(jī)械進(jìn)行協(xié)作處理。

例如發(fā)現(xiàn)出口卷取機(jī)在機(jī)械修復(fù)后無(wú)法進(jìn)行正常動(dòng)作：此時(shí)可以先檢查各個(gè)限位開(kāi)關(guān)是否正常，再檢查操作柜內(nèi)有無(wú)接線問(wèn)題，然后檢查圖紙并查看順控條件。若依然沒(méi)有排查出故障點(diǎn)，可以考慮是動(dòng)作條件不滿足（因?yàn)闄C(jī)械修復(fù)中有手動(dòng)捅閥動(dòng)作導(dǎo)致有些限位是處于誤動(dòng)狀態(tài)，所以外支撐拒動(dòng)。）

2.2 變頻器與儀表

變頻器的常見(jiàn)故障有啟動(dòng)或運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)過(guò)壓跳閘，帶載啟動(dòng)時(shí)無(wú)法加速升頻，運(yùn)行時(shí)電壓過(guò)低報(bào)警跳閘。繼而導(dǎo)致電氣設(shè)備無(wú)法正常工作。儀表設(shè)備的常見(jiàn)故障有設(shè)備不顯示數(shù)據(jù)，或者是數(shù)據(jù)顯示異常，比較難以分辨，這些多與設(shè)備老化，人員維護(hù)不到位有關(guān)。

2.3 繼電器

繼電器長(zhǎng)期使用老化容易出現(xiàn)觸頭不靈活、回路接地等情況，導(dǎo)致電氣回路無(wú)法正常工作。應(yīng)對(duì)其進(jìn)行定期檢查，對(duì)于老化或存在故障的繼電器應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和維修更換。

2.4 儀表電氣的干擾問(wèn)題

儀表電氣作為需要高精度傳輸電信號(hào)的弱電系統(tǒng)，很容易受到周圍強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾，導(dǎo)致信號(hào)傳輸出現(xiàn)異常，影響自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，給安全生產(chǎn)帶來(lái)很大的隱患。這就需要做好對(duì)儀表電氣的防干擾措施。一是要保證儀表電氣、控制柜及其線路遠(yuǎn)離強(qiáng)電和大功率用電器，遠(yuǎn)離干擾源；二是要做好防干擾保護(hù)，將控制系統(tǒng)置于鐵質(zhì)控制柜內(nèi)以屏蔽干擾。通信線路應(yīng)穿入鐵管內(nèi)。

2.5 實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的順控操作問(wèn)題

當(dāng)出現(xiàn)操作不能正常完成或在沒(méi)有操作時(shí)執(zhí)行錯(cuò)誤指令的問(wèn)題時(shí)，首先操作工要在設(shè)備發(fā)生動(dòng)作錯(cuò)誤時(shí)及時(shí)按下順控停止按鈕即快停，如果依然沒(méi)有達(dá)到動(dòng)作停止的目的則需要按下急停按鈕。然后電氣人員對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析排查，查看是否是檢測(cè)元件不到位，元件損壞，檢測(cè)反射板或擋板松動(dòng)等問(wèn)題。在檢查電磁閥的同時(shí)進(jìn)行排查是否為機(jī)械故障。若沒(méi)有排查到問(wèn)題，則需要查看生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)備數(shù)據(jù)記錄，進(jìn)行設(shè)備動(dòng)作故障分析。結(jié)合操作人員的反饋進(jìn)而找到故障原因，并進(jìn)行解決處理。

例如：出口卷取機(jī)切換失張問(wèn)題：出口在2#卷取機(jī)帶尾定位到卷取機(jī)順控激活時(shí)，切換到1#卷取機(jī)進(jìn)行穿帶激活，在1#卷取機(jī)卷取70m～80m左右時(shí)，1#卷取機(jī)會(huì)出現(xiàn)失張現(xiàn)象。在程序設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)2#卷取機(jī)帶尾定位到卷取機(jī)順控激活時(shí)，當(dāng)帶尾從出口剪剪切后行走距離大于11m時(shí)，1#卷取機(jī)可以激活穿帶順控。在正常情況下，此程序設(shè)計(jì)是沒(méi)有問(wèn)題的；當(dāng)2#卷取機(jī)因?yàn)橐馔馇闆r無(wú)法卸卷，需要手動(dòng)卸卷時(shí)，此時(shí)由于手動(dòng)干預(yù)小車，只是把小車的順控結(jié)束了，但2#線帶尾定位到卷取機(jī)并沒(méi)有結(jié)束。此時(shí)1#穿帶激活時(shí)，當(dāng)1#卷取機(jī)卷取張力到達(dá)設(shè)定要求時(shí)，1#線穿帶結(jié)束切換到正常運(yùn)行，事故狀態(tài)時(shí)2#線帶尾定位到卷取機(jī)順控并沒(méi)有結(jié)束，導(dǎo)致1#運(yùn)行條件不滿足，出口失張。當(dāng)事故狀態(tài)時(shí)，2#線帶尾定位到卷取機(jī)順控沒(méi)有結(jié)束時(shí)，解決方法如下：按出口快停按鈕或按出口正常停按鈕停止出口帶尾定位到卷取機(jī)順控，然后激活1#線穿帶順控。

3 電氣自動(dòng)化設(shè)備的日常維護(hù)與保養(yǎng)

為了確保設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，把握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，確保設(shè)備功能的投入與精度達(dá)標(biāo)，可以結(jié)合 “作業(yè)長(zhǎng)制”、“標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)”以及“點(diǎn)檢定修制”來(lái)推進(jìn)設(shè)備維檢工作。

3.1 日常點(diǎn)檢

設(shè)備點(diǎn)檢要依靠人的器官，并借助一定的工器具對(duì)設(shè)備展開(kāi)的看、聽(tīng)、摸、嗅、測(cè)、做的活動(dòng)，通過(guò)正確的點(diǎn)檢可預(yù)防或避免大多數(shù)電機(jī)故障的發(fā)生?？矗好刻煅膊闀r(shí)，要看電機(jī)工作時(shí)電流的大小和變化；看電機(jī)周圍有沒(méi)有會(huì)引起電機(jī)絕緣低、擊穿而燒壞的漏水、滴水現(xiàn)象發(fā)生；看電機(jī)外圍是否有影響其通風(fēng)散熱環(huán)境的物件存在；看電機(jī)風(fēng)扇端蓋、扇葉和電機(jī)外部是否保持清潔，要確保其冷卻散熱效果；看潤(rùn)滑油位等。聽(tīng)：認(rèn)真細(xì)聽(tīng)電機(jī)的運(yùn)行聲音是否異常，機(jī)房噪音較大，可借助于螺絲刀或聽(tīng)棒等輔助工具，貼親電機(jī)兩端聽(tīng)，如果經(jīng)常聽(tīng)，不但能發(fā)現(xiàn)電機(jī)及其拖動(dòng)設(shè)備的不良振動(dòng)，連內(nèi)部軸承油的多少都能判斷，從而及時(shí)作出添加軸承油，或更換新軸承等相應(yīng)的處理措施，避免電機(jī)軸承缺油干磨而堵轉(zhuǎn)、走外圓、掃膛燒壞。好的軸承聽(tīng)音，聲音是連續(xù)的一個(gè)音；而間斷、咯噔、咕嚕、雜音均是軸承磨損或缺油的表現(xiàn)，需要及時(shí)處理。摸：用手背探摸電機(jī)周圍的溫度，或用測(cè)溫槍檢查。在軸承狀況較好情況下,一般兩端的溫度都會(huì)低于中間繞組段的溫度。如果兩端軸承處溫度較高，就要結(jié)合所測(cè)的軸承聲音情況檢查軸承。如果電機(jī)總體溫度偏高，就要結(jié)合工作電流檢查電機(jī)的負(fù)載、裝備和通風(fēng)等情況進(jìn)行相應(yīng)處理。通過(guò)摸還可感覺(jué)電機(jī)振動(dòng)的情況，如手指有自然回縮或發(fā)麻的感覺(jué)說(shuō)明有振動(dòng)。測(cè)：在電機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，要常用絕緣表測(cè)量其各相對(duì)地或相間電阻，發(fā)現(xiàn)不良時(shí)用烘潮燈烘烤以提高絕緣，避免因絕緣太低擊穿繞組燒壞電機(jī)。設(shè)有烘潮電加熱的電機(jī)除非特殊情況，不要隨意關(guān)掉加熱開(kāi)關(guān)。在潮濕天氣和冬季時(shí)要特別注意電機(jī)的防水、防潮和烘干。（對(duì)露天及潮濕場(chǎng)所的電機(jī)要特別注意水密，對(duì)懷疑嚴(yán)重受潮或?yàn)R過(guò)水的電機(jī)，使用前更應(yīng)認(rèn)真檢查）。日常點(diǎn)檢時(shí)還要清掃設(shè)備衛(wèi)生，清潔傳感器等一些儀表設(shè)備表面的灰塵污垢。設(shè)備運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，要及時(shí)檢查排除，并做好交接班記錄。

3.2 定期維檢

針對(duì)重點(diǎn)設(shè)備的給油脂周期及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備周期計(jì)劃管理表，結(jié)合重點(diǎn)事故，列出每次檢修的具體內(nèi)容，并進(jìn)行總結(jié)，分析本次檢修效果。認(rèn)真核對(duì)檢修條目，及時(shí)更新臺(tái)賬，使現(xiàn)場(chǎng)工作能夠有記錄，有依據(jù)。同時(shí)，建立產(chǎn)線的事故管理文件夾，并對(duì)事故進(jìn)行分析。針對(duì)事故次數(shù)及時(shí)間、重點(diǎn)設(shè)備及重復(fù)事故進(jìn)行分析，能夠較為直觀的對(duì)事故概況有整體了解。數(shù)據(jù)的整合和分析能夠?yàn)榻窈蟮狞c(diǎn)檢及檢修工作指明方向。電氣維檢的重點(diǎn)單體設(shè)備有焊機(jī)電氣部分、氣刀、鋅鍋、測(cè)厚儀、拉矯機(jī)、涂油機(jī)、打捆機(jī)等。以焊機(jī)為例，焊機(jī)的重點(diǎn)維檢電氣元件有電機(jī)、電纜、限位、壓力開(kāi)關(guān)、電磁閥、編碼器、儀表、PLC模板等。維檢重點(diǎn)為電機(jī)外殼溫度一般為環(huán)境溫度，最高不超過(guò)80℃，電機(jī)本體無(wú)異味無(wú)異響；電纜外觀檢查無(wú)破損；限位、壓力開(kāi)關(guān)及編碼器外觀檢查無(wú)破損，接線檢查無(wú)松動(dòng)；電磁閥重點(diǎn)檢查插頭及接線無(wú)松動(dòng)；儀表除了常規(guī)外觀檢查外還需要注意檢查屏幕顯示是否工作正常，無(wú)報(bào)警；PLC模板檢查接線是否完好，運(yùn)行狀態(tài)檢查。

3.3 專項(xiàng)保養(yǎng)維修

一般情況下按照既定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作柜、電氣柜內(nèi)的接線端子進(jìn)行緊固作業(yè)，對(duì)傳動(dòng)室內(nèi)的傳動(dòng)設(shè)備元件特別是接觸器、隔離開(kāi)關(guān)等進(jìn)行接線緊固。定期對(duì)現(xiàn)場(chǎng)閥臺(tái)電磁閥進(jìn)行檢查，查看有無(wú)松動(dòng)、破損情況。重點(diǎn)對(duì)停車檢修前有順控不能順利執(zhí)行的設(shè)備進(jìn)行檢查，檢查現(xiàn)場(chǎng)傳感器是否有拒動(dòng)誤動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)通信有故障的設(shè)備可以實(shí)施重做通訊插頭、刮除氧化層等措施進(jìn)行處理。

某些檢測(cè)設(shè)備需要定期進(jìn)行局部拆卸、檢查和清洗。具體工作例如更換、清吹掃CO分析儀采樣泵采樣銅管管路；進(jìn)行設(shè)備劣化分析并進(jìn)行專項(xiàng)保養(yǎng)，例如在鍍鋅線變壓器室加風(fēng)扇，改善室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)，減緩設(shè)備老化；更換開(kāi)裂的絕緣端子；更換ups電池，當(dāng)ups電池已經(jīng)達(dá)到更換期限時(shí)，為保證產(chǎn)線斷電時(shí)ups電池供電可靠，生產(chǎn)信息不會(huì)缺失?？梢岳脵z修時(shí)間更換ups電源電池；對(duì)破損老化的通信電纜進(jìn)行更換。