機電設備的電氣自動化改造及維護探索

王祥發(fā) 婁金文 易康

關鍵詞：機電設備;電氣自動化改造;維護

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

一、機電設備的電氣自動化改造意義

進入物聯網代以后，基于社會的需求，機電設備被提出了更高的要求，很多機電設備不但關乎著企業(yè)的綠色、低碳、循環(huán)發(fā)展，也會影響到企業(yè)的社會效益。故而需強化機電設備的電氣自動化改造與維護，提升其自動化生產水平。其改造意義主要表現在以下三點：其一，自動化改造可提升機電設備的運行效率，運行穩(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所需;其二，自動化改造，利于提升機電設備的操作質量，操作安全性，避免出現較多的人為失誤，利于保證生產產品的質量;其三，實現電氣自動化改造，利于實現對機電設備的動態(tài)監(jiān)控，及時發(fā)現其在運行過程中的不足與存在的隱患，進而提前做出應對措施，避免損失的進一步加大[1]。

二、機電設備的電氣自動化改造及維護策略

以退火酸洗線機電設備為例，探究其自動化改造與維護措施，需把握以下數點：

1.加強退火酸洗線機電設備監(jiān)測

其一，引入先進的機電設備監(jiān)測裝置，對不銹鋼退火酸洗帶軋線機電設備實施在線監(jiān)測，明確其可能存在的異常問題并實施針對性處理;其二，在自動化改造與維護進程中，進行詳細地記錄，匯總并分析各項突出問題，給出合理方案，進行設計方案的預演，確保其可行性與有效性，納入管理數據庫中，在其后面遇到類似問題時，可提取數據庫設計方案對其進行快速、有效的處理，使其可保證在持久運行狀態(tài);其三，注意安全問題。在設備進行自動化改造升級之后，還應關注其運行安全性，必要時做好設備的升級換代、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電氣自動化改造

以新材料HRAPL5#酸洗線為例進行論述，因焊縫打孔時由于沖孔模具對帶鋼沖擊，導致孔洞邊緣產生硬力，再者孔洞邊緣微有毛刺，因此當焊縫的孔洞到達軋機進行軋制時，帶鋼變薄，承受的張力變大，因此極易從孔洞邊緣裂開而導致軋機軋斷鋼帶造成生產故障，針對該種情況，可對其進行電氣自動化改造，提升產品生產質量，保持可持續(xù)生產。具體改造措施如下所示：

其一，在進行電氣自動化改造時，不再應用焊縫打孔。在經過程序分析之后，整合工藝控制要求，加入焊縫無孔跟蹤校準控制程序，結合TRIZ理論，在焊縫經過焊縫檢測儀時，不在投入焊縫檢測儀的檢測信號，而是采用MTR跟蹤數據進行校準;其二，主要步驟包括：

①研究焊縫檢測儀距離軋機一站的距離;②研究二級下發(fā)給一級的帶鋼長度，以及當前卷離開軋機一站的剩余長度與下一卷的計算長度;③添加各個焊縫的檢測信號、鋼帶在焊縫檢測儀處的鋼帶長度;④研究TDC的MRT、LCO程序，對原因程序進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功能按鈕;⑥運行調試;⑦FAT測試，功能驗收。按照調試結果與校準誤差對其加以完善與優(yōu)化[3]。

3.酸洗線張力輥電機及爐輥電機改造

以某公司固溶二號酸洗線的機電設備改造為例，退火爐入口的2#張力輥組原來使用3臺電機，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，在生產薄鋼帶時，2#張力輥組電機可滿足爐子張力控制要求，但在生產超過10mm厚的不銹鋼帶時，2#張力輥組的電機轉矩無法滿足爐子張力控制的要求;同時爐區(qū)所使用的支撐輥電機為1.5kW，在生產超過10mm厚的不銹鋼帶時，轉矩經常處于100%狀態(tài)，極易過載報故障，致使鋼帶表面產生凹坑，基于此，需要對電氣自動化與傳動系統進行改造，實現2#張力輥組電機在生產厚板時能夠滿足對爐子張力的控制要求，以及爐區(qū)支撐輥電機在生產厚板時亦能滿足生產要求。具體措施如下所示：

其一，核算在生產最厚16mm不銹鋼板時所需要的爐子實際張力，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，計算出現有張力輥組所出的最大張力為138.24KN;其三，根據生產16mm不銹鋼板時所需要的爐子實際張力，結合現場實際需要和電氣室所具備的條件2#張力輥組的升級改造，查看現場條件，把2#3后面的一根從動輥添加一臺減速機，新增一臺45kW的變頻電機，電氣室新增一臺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，然后用37kW的電機和變頻器替換2#3原先15kW的電機，經過計算升級改造后的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張力輥電機的自動化程序，新增傳動拓撲，配置傳動參數，選擇自動配置報文，建立變頻器傳動和自動化程序狀態(tài)字和控制字的關系;其五，修改2#1和2#3張力輥電機及爐輥電機的傳動參數以及自動化參數，修改自動化程序張力限副和HMI張力設定限副;其六，優(yōu)化2#1、2#3、2#4張力輥電機的參數，進行傳動調試，最后進行聯調聯試，確保張力能夠精確的閉環(huán)控制，以滿足生產要求。

4.構建健全的機電設備電氣自動化改造及維護體系

構建健全的機電設備電氣自動化改造及維護體系，是提升企業(yè)機電設備自動化管理水平的必要措施，需重視以下要點：其一，對酸洗線設備的運行狀態(tài)進行摸排與調查，清楚其運行情況，記錄各項調查數據，做好前期的信息收集工作;其二，對不銹鋼退火酸洗連軋線上的各項機電設備展開專業(yè)校對，設置任務書，將改造要求、圖紙繪制等納入任務書，提升自動化改造與維護方案可行性、科學性;其三，設置監(jiān)督機制，根據酸洗線設備改造與運行情況對其加以調整，提升整體過程的順暢性。

5.組建酸洗線自動化控制系統

組建酸洗線自動化控制系統，應按照機電設備的結構組織、性能特征與發(fā)展需求來構建整體化控制系統，包括現場傳感器儀表控制系統、基礎自動化系統、過程控制系統等。以下分別論述：過程控制系統，用于控制酸洗線生產全過程的管控，包括在線監(jiān)控性能、指導控制性能、通訊性能，并具備計算、存儲、設定以及執(zhí)行功能;而基礎自動化系統主要是依靠PLC來實現對自動化生產過程的監(jiān)視、控制以及調節(jié)，并與其他系統通訊;現場傳感器儀表系統包括裝置在整個自動化生產線上各個位置的傳感器、變送器、執(zhí)行器、檢測儀表與控制設備等，其可借助無線互聯網實現各個儀表間的互聯互通，并協助管理人員在進行設備維護時及時定位到故障儀表位置，實現對其的快速、高效處理[5]。

結語：綜述，文章就機電設備的電氣自動化改造及維護探索進行了論述與分析，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，從機電設備使用企業(yè)的根本所需完成后續(xù)的改造工作，并要求維護人員更新其維護理念，對自動化改造之后的機電設備進行全范圍的有效維護，確保其持續(xù)穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]楊濤.自動化應用機電設備的電氣自動化改造及維護研究分析[J].電子樂園，2021，（3）：2.

[2]王振華.煤礦機電設備的電氣自動化改造及維護[J].當代化工研究，2021，（20）：2.

[3]韓新建，任巍，徐立等.一種提升連軋退火酸洗基礎自動化網絡穩(wěn)定方法：， CN110365506A[P].2019.

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

[5]馮莉娟.機電設備的電氣自動化改造及維護研究[J].農業(yè)裝備技術，2021，（1）：3.