第一篇：關(guān)于高速線材廠精軋機電氣自動化控制系統(tǒng)的考察報告

關(guān)于高速線材廠精軋機電氣自動化控制系統(tǒng)的考察報告

2009年10月13日至17日，我們到北京西門子有限公司就公司高速線材廠精軋機主電機交流傳動系統(tǒng)的自動化控制設(shè)備進行了考察、系統(tǒng)調(diào)試、操作和試驗。

西門子公司工業(yè)系統(tǒng)熱軋長材部王旭工程師為我們系統(tǒng)的介紹了高速線材廠精軋機主電機電氣自動化各個控制單元的工作原理、結(jié)構(gòu)、作用、程序、功能和性能。

公司高速線材廠精軋機主電動機是交流同步電動機，功率為5500KW，電壓為2750伏，屬于中壓型電壓等級，電機定子為雙繞組，兩個單獨繞組相差30度電角度。電機的過載倍數(shù)為1.15。.每分鐘1000轉(zhuǎn)以下時為恒轉(zhuǎn)矩控制，每分鐘1000----1500轉(zhuǎn)時為恒功率控制，1000轉(zhuǎn)為基速。

主回路由公司10KV供電給整流變壓器初級側(cè)，次級側(cè)輸出2500V的交流電壓。此電壓經(jīng)變頻器內(nèi)兩個獨立的6脈沖電流源變頻器，與上一級控制系統(tǒng)共同作用，為同步電動機提供一個12脈沖的電源，作為精軋機主電動機的電源。

高線廠精軋機主電機的變頻器規(guī)格型號為GL150型電流源變頻器。此變頻器的特點是；整流側(cè)調(diào)電流，逆變側(cè)調(diào)相位。是非常適合交流同步電動機的。

精軋機主電機有了12脈沖的電源后，要使電動機啟動和運行還

必須有控制單元。西門子公司為主電機配置的控制單元為CU320型。此單元為閉環(huán)傳動控制。主要分三部分進行控制；

1、對交流側(cè)整流器的控制；包括了速度調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器的計算給定值。當電動機運行在基速以上時，速度調(diào)節(jié)器對給定參數(shù)進行自適應(yīng)。每一個交流側(cè)整流器都有其自己的電流調(diào)節(jié)器，這兩個電流調(diào)節(jié)器與交流側(cè)整流器共同產(chǎn)生了直流連接的電流，此電流與電動機實際需要的轉(zhuǎn)矩成正比。

2、對負載側(cè)逆變器進行電子換向。即；直流連接電流根據(jù)電動機轉(zhuǎn)子的實際位置接通到相應(yīng)的定子繞組，以獲得最大的電機轉(zhuǎn)矩。這種電子換向方法的特殊性在于任何時候都與其供電電源同步的旋轉(zhuǎn)。

3、對電動機轉(zhuǎn)子的實際位置和磁通軸角度的檢測。此檢測是在電動機模擬器上根據(jù)電動機定子電流和電壓的實際計算值進行的。通過現(xiàn)場操作證明；不僅在電動機運轉(zhuǎn)時，甚至在停車期間，電動機也可以根據(jù)磁場的建立所產(chǎn)生的定子感應(yīng)電壓來確定轉(zhuǎn)子的精確位置。于是，電動機可以進行可控的啟動和加速。

準確、穩(wěn)定、可靠的邏輯控制和診斷系統(tǒng)也是CU320的特點。

邏輯控制單元包括；

1、傳動輔助設(shè)備的開、關(guān)和控制。

2、相關(guān)傳動的連鎖，即；分閘或合閘的內(nèi)部和外部信號。

3、所有傳動的連鎖，對于設(shè)定值和閉環(huán)傳動調(diào)節(jié)器釋放的內(nèi)部和外部信號。

4、傳動故障的所有內(nèi)部、外部的連鎖，以使得傳動能立即停車。

5、所有故障的連鎖，以使得傳動延遲停車。以上幾類功能的建立就能確保傳動系統(tǒng)安全的操作開車或停車。

診斷系統(tǒng)包括；診斷系統(tǒng)大部分是標準化的。除此之外，根據(jù)需

要可以在應(yīng)用軟件內(nèi)隨意設(shè)計。最重要的是對整流變壓器觸發(fā)脈沖的連續(xù)監(jiān)控，以確保系統(tǒng)的安全。同時，對以下幾項也進行診斷和監(jiān)控；

1、同步電壓丟失或故障。

2、交流電壓和同步電壓的角度偏差故障。

3、觸發(fā)脈沖丟失或故障。

4、相序控制。

5、過電流故障。

6、電壓實際值硬件故障。

7、交流側(cè)欠電壓故障。

8、發(fā)生外部脈沖封鎖導致的故障。

9、超速、超載和接地故障。等等。都能在第一時間顯示出來。為操作、維護、維修人員提供信息，以便快速、準確的排除故障，使生產(chǎn)正常進行。

此次北京西門子之行，使我們了解了高速線材廠精軋機電氣自動化控制系統(tǒng)的控制單元、軟件和硬件以及操作系統(tǒng)都是很先進的。電機的傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)以及裝備水平也是很高的。下一步，我們電氣自動化的技術(shù)人員、管理人員、工作人員做好一切準備工作，在設(shè)備安裝和調(diào)試工作中，嚴密組織，精心調(diào)試，精心操作，精益求精，積極的配合和協(xié)助廠家的工程技術(shù)人員，力爭在最短的時間內(nèi)，把設(shè)備安裝好、調(diào)試好、掌握住。為國義公司高速線材廠的盡快試生產(chǎn)、達產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)而貢獻我們的力量。

盧紹印陳平

2009年10月22日

第二篇：高速線材精軋機輥箱進水原因和預(yù)防措施

高速線材精軋機輥箱進水原因和預(yù)防措施

１． 概述

韶鋼高速線材廠精軋機組采用意大利達涅利（ＤＡＮＩＥＬＩ）公司設(shè)計 的頂交 ４５°無扭懸臂輥環(huán)式軋機，主要生產(chǎn) φ５．５ｍｍ～φ２０ｍｍ 的盤圓。精軋機組由 ８ 機架精軋機和 ４ 機架減定徑機組成，每個機架由一臺錐 箱和一臺輥箱構(gòu)成。在生產(chǎn)過程中，由于密封、軋件溫度、壓力、摩擦等 因素的影響，導致精軋機組輥箱進水，造成精軋機組設(shè)備故障。

２． 輥箱軋輥軸密封的結(jié)構(gòu)和原理

５ １ ６ ７ ２ ４ Ａ 迷宮式增壓系統(tǒng) Ａ 為壓縮空氣系統(tǒng)入口 １．內(nèi)拋油環(huán) ２．外拋油環(huán) ３．八字型面板 ４．雙唇密封件

５．Ｏ 形圈 ６．偏心套 ７．軋輥軸 圖 １ 精軋機輥箱密封結(jié)構(gòu)圖

軋輥軸密封原理

高速線材廠精軋機組輥箱采用凈化壓縮空氣迷宮密封，其密封結(jié) 構(gòu)見圖 １。內(nèi)拋油環(huán)和外拋油環(huán)安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，內(nèi)、外拋油環(huán)在安裝 時相互貼緊，內(nèi)拋油環(huán)端面由軋輥軸的軸肩支承，外拋油環(huán)則由輥環(huán)壓 緊；雙唇密封件安裝在八字型面板的密封保持架上，密封保持架與八字 型面板相固定；密封唇與內(nèi)、外拋油環(huán)的內(nèi)表面相接觸受到預(yù)緊力，產(chǎn) 生壓應(yīng)力。在軋制過程中，偏心套及油膜軸承、雙唇密封、密封保持架和 八字型面板保持靜止狀態(tài)；內(nèi)、外拋油環(huán)隨著主軸高速同步旋轉(zhuǎn)。密封 效應(yīng)主要來自雙唇密封件：一是密封唇的接觸應(yīng)力，密封唇與拋油環(huán)在 軸向有壓縮，唇口向內(nèi)收縮形成過盈量，唇口邊緣產(chǎn)生壓應(yīng)力形成密封 帶，阻止?jié)櫥秃屠鋮s水的相互滲透，起到密封作用；二是密封件封油 側(cè)唇口的甩油效應(yīng)，將唇部邊緣的油液高速甩出，使之回到主軸箱，避 免在密封件唇部大量聚積；同樣，封水側(cè)唇口的甩水效應(yīng)，使水匯集到排 水系統(tǒng)，排到外界。所以雙唇密封件是高速線材精軋機輥箱的關(guān)鍵部件。

３． 輥箱進水的原因

３．１ 輥箱的動密封件和靜密封件

（１）動密封件由內(nèi)拋油環(huán)和外拋油環(huán)組成。在內(nèi)拋油環(huán)和外拋油環(huán) 壓緊時，如果外拋油環(huán)與八字型面板之間的間隙太大，軋輥軸高速旋轉(zhuǎn) 時高壓冷卻水易將氧化鐵皮等雜質(zhì)帶入拋油環(huán)與雙唇密封件之間，造

成雙唇密封件的磨損，導致輥箱進水。另外，內(nèi)、外拋油環(huán)與雙唇密封件 之間的壓緊量不當也會導致輥箱進水。

（２）靜密封件由八字型面板、雙唇密封件、Ο 形密封圈等零部件組 成。雙唇密封件與內(nèi)外拋油環(huán)之間是相對靜止的，如果裝配尺寸不當，輥箱就會進水；實際生產(chǎn)中，如果處理堆鋼時間過長，就會導致八字型 面板變形，破壞輥箱與八字型面板的密封條件，輥箱進水也會發(fā)生在偏 心套與八字型面板之間；Ο 型密封圈與八字型面板的臺階面位置配合 不當輥箱也會進水。

３．２ 雙唇密封件的材料性能

雙唇密封件（見圖 ２）的作用一是保證密封軸承腔體內(nèi)的潤滑油形 成連續(xù)不斷的油膜的同時，避免潤滑油的泄漏；二是防止外界的冷卻 水、鐵屑、灰塵等雜質(zhì)進入軸承腔內(nèi)污染潤滑油，避免油膜軸承燒壞。

圖 ２ 雙唇密封件簡圖

雙唇密封件膠料的耐油性是影響其密封性能的一個重要因素。當 橡膠與潤滑油接觸時，在高溫下會比干熱空氣下產(chǎn)生更為復(fù)雜的物理

和化學變化。高速線材廠精軋機組雙唇密封件唇口線速度高達 １２０ｍ／ｓ，由于高速旋轉(zhuǎn)導致摩擦升溫，水無法進入到橡膠接觸面，橡膠與外拋油

環(huán)形成干摩擦，使密封唇口工作面局部高溫老化，致使雙唇密封件失效 導致輥箱進水。雙唇密封件在使用過程中始終承受外界壓力，隨著使用 時間的增加，唇口形狀會發(fā)生變化，無法恢復(fù)到原來的尺寸，其與內(nèi)、外 拋油環(huán)的配合間隙增大，導致內(nèi)泄漏油和外進水事故的發(fā)生。

３．３ 壓縮空氣壓力大小

高速線材廠精軋機組輥箱采用凈化壓縮空氣迷宮式密封，用潔凈 的壓縮空氣對雙唇密封件的封水唇邊進行吹掃和冷卻，使唇邊緊緊壓 住外拋油環(huán)，確保輥環(huán)冷卻水和雜質(zhì)不進入輥箱。其設(shè)定壓力為

０．８ＭＰａ，壓力過大容易損壞雙唇密封件的封水唇，降低了雙唇密封件的 使用壽命；壓力過小既降低了壓縮空氣對雙唇密封件封水唇邊的冷卻 效果，也不能防止輥環(huán)冷卻水和外界的雜質(zhì)進入輥箱。

３．４ 其它原因

輥箱與錐箱的配合面進水、熱電偶壓蓋處進水、拋油環(huán)未壓緊進 水、輥箱體面上兩個導向柱松動和固定螺栓的防水墊片損壞滲水、精軋 機組稀油站的板式換熱器漏水等都會導致輥箱進水。

４． 輥箱進水之后產(chǎn)生的危害

輥箱進水造成潤滑油粘度下降，破壞油膜產(chǎn)生機理，油膜軸承的油 膜承載力下降，導致軋輥軸與油膜軸承干摩擦而燒損輥軸，更為嚴重的 是燒損一臺輥箱可能引起連鎖反應(yīng)，導致其它的輥箱也損壞。

輥箱進水帶入的氧化鐵皮和固體顆粒物使油膜軸承和齒輪得不到 很好的潤滑，輕者縮短油膜軸承的使用壽命或造成齒面粘結(jié)，重者可能 使整臺輥箱報廢。

冷卻水和氧化鐵皮從輥箱進入潤滑系統(tǒng)，造成稀油站過濾器堵塞，頻繁更換濾芯；進水嚴重時導致潤滑油乳化。

５． 輥箱進水的預(yù)防措施

５．１ 完善輥箱裝配操作規(guī)程

將輥箱面板、八字型面板、輥箱與錐箱的結(jié)合面的平面度納入安裝 操作規(guī)程；對八字型面板的保持架、八字型面板與輥箱面板的結(jié)合面等 進行研磨處理和平面度檢測；拋油環(huán)安裝前仔細檢查是否有局部變形 或殘留物存在，裝配過程中嚴禁用金屬工具敲打；安裝雙唇密封件時應(yīng) 注意八字型面板的保持架與雙唇密封件骨架是否松動，然后同時加壓，直至將其安裝到位；嚴禁敲打雙唇密封件的唇邊。

５．２ 改進雙唇密封件的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)參數(shù)

（１）雙唇密封件工作時，旋轉(zhuǎn)的軋輥軸偏心跳動是不可避免的，如果 雙唇密封件相隨性差，雙唇密封件的唇口與內(nèi)外拋油環(huán)之間容易形成 間隙，造成潤滑油泄漏或輥箱進水。因此，雙唇密封件必須要有良好的 耐磨性和回彈性來提高油封的相隨性。

（２）嚴格控制好雙唇密封件的唇口過盈量：過盈量太小，密封性降 低，在工作中容易造成泄漏；過盈量太大，使唇口緊貼在內(nèi)外拋油環(huán)上，唇間的間隙過小，唇口和拋油環(huán)之間呈“干接觸”，在高速旋轉(zhuǎn)下，唇口 和拋油環(huán)表面都會迅速升溫，從而加速唇口老化龜裂，甚至損傷密封唇 和內(nèi)外拋油環(huán)上的氧化鉻，使密封失效。因此，選擇適當?shù)碾p唇密封件 的唇口過盈量非常重要。

５．３ 提高預(yù)警能力

（１）在精軋機組的回油管路上增加監(jiān)控儀器，用來監(jiān)測潤滑油的進 水量，更準確地掌握潤滑油的進水情況，及時找到具體的進水機架，有針 對性地對輥箱進水進行處理。

（２）加強對壓縮空氣壓力的控制，確保壓力在 ０．８ＭＰａ～１．０ＭＰａ 范圍之內(nèi)。

（３）制定嚴格的裝配工藝、裝配清潔要求及備件定期更換制度，加強 對備件的把關(guān)和測量，使輥箱進水因素逐步下降。

６． 結(jié)語

高速線材廠通過對輥箱進水原因的分析，采取了有效的預(yù)防措施，精軋機組輥箱和潤滑系統(tǒng)運行狀況越來越好，大量進水的現(xiàn)象基本能 夠避免，有效地降低了油耗，減少了潤滑油泄漏對環(huán)境造成的污染。對 偶爾出現(xiàn)的進水情況，能及時發(fā)現(xiàn)并在短時間內(nèi)處理，大大降低了維護 成本，為生產(chǎn)提供了有力保障，創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟效益。

第三篇：博納電氣精益自動化生產(chǎn)規(guī)劃方案(新)

論博納精益自動化生產(chǎn)

前言：

隨著國家電網(wǎng)及南方電網(wǎng)智能電表統(tǒng)一招標的逐步實施深化，電能表產(chǎn)品技術(shù)及質(zhì)量標準的深化，對電能表生產(chǎn)廠家的質(zhì)量/交期/價格提出了全新的要求，直接導致電能表生產(chǎn)廠家間的競爭進一步加劇，迫使電能表生產(chǎn)行業(yè)必須進行一次新的生產(chǎn)及工藝技術(shù)革命，在滿足國網(wǎng)/南網(wǎng)產(chǎn)品技術(shù)/質(zhì)量標準及交貨期的前提下，大幅降低生產(chǎn)運營成本，才能在競爭中生存下來！目前國網(wǎng)/南網(wǎng)招標入圍的電能表生產(chǎn)廠家，都在尋求探索一種新的電能表制造生產(chǎn)模式，目前已經(jīng)有一些電能表生產(chǎn)廠家通過不斷探索摸出了一些適合電能表自動化生產(chǎn)的方法，走在了生產(chǎn)及工藝技術(shù)革命的前沿，并取得了一定的經(jīng)濟效益。

博納自2011年以來，一直都在摸索適合博納文化及產(chǎn)品設(shè)計的高質(zhì)/高效/低成本的生產(chǎn)及工藝方案，也取得了良好的成績，但這些從現(xiàn)在的國網(wǎng)/南網(wǎng)招標形勢及同行電能表生產(chǎn)廠家的發(fā)展勢頭來看，博納必須進行一次更深層次的生產(chǎn)及工藝技術(shù)革命，方可以在這次產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命競爭中生存下來并取得可喜的經(jīng)濟效益。

現(xiàn)況：

工業(yè)自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展，不少自動化設(shè)備公司研發(fā)出了不少半自動化生產(chǎn)機器及機器人，擬在工廠應(yīng)用過程中，通過合理的工藝組合及人機配置后取代部分人工作業(yè)，達到提升產(chǎn)品品質(zhì)，生產(chǎn)效率，降低人工成本的目的，例如半自動焊接機及半自動螺絲機，目前已有部分電能表生產(chǎn)廠家通過部分采用并取得了一定的成績，但到目前為止還沒有電能表生產(chǎn)廠家將這些半自動化設(shè)備改善創(chuàng)新，有機組合來形成流線化自動化生產(chǎn)線！隨著國網(wǎng)/南網(wǎng)電能表技術(shù)/質(zhì)量新標準的頒布實施，為電能表自動化生產(chǎn)提供了良好的產(chǎn)品設(shè)計及工藝設(shè)計標準化基礎(chǔ)。

思路：

通過對國網(wǎng)/南網(wǎng)新標準電能表設(shè)計方案及樣表的工藝技術(shù)分析，形成滿足自動化生產(chǎn)的設(shè)計標準及規(guī)范及滿足自動化/標準化生產(chǎn)的工藝流程及作業(yè)方法。

通過對半自動化設(shè)備的工作原理分析，結(jié)合生產(chǎn)工藝流程作業(yè)方法及自動化/模組化設(shè)計思路，設(shè)計滿足自動化生產(chǎn)的全自動模組化焊錫機；全自動模組化板檢液晶檢測機；全自動模組化組裝機；全自動模組化除塵機；全自動模組化調(diào)表機；全自動模組化耐壓機；全自動模組化功檢線；全自動模組化包裝線；全自動化完全可以形成電能表生產(chǎn)過程中涵蓋自動焊接，自動組裝調(diào)校耐壓，自動功檢，自動包裝的流線化自動化生產(chǎn)。

成果：

1.通過設(shè)計優(yōu)化，工藝優(yōu)化，制程整合，我們設(shè)計并完成了電能表生產(chǎn)行業(yè)的第一條全自動化焊接生產(chǎn)線，涵蓋自動焊接，自動軟件燒錄，自動板檢，自動液晶顯示檢測，通過自動線的運行數(shù)據(jù)分析，完全可以滿足產(chǎn)品質(zhì)量提升，效率提升及降低生產(chǎn)成本。（見生產(chǎn)現(xiàn)場圖）

2.通過設(shè)計優(yōu)化，工藝優(yōu)化，制程整合，我們設(shè)計了電能表生產(chǎn)行業(yè)的第一條自動化組裝生產(chǎn)線，涵蓋自動組裝，自動清潔除塵，自動調(diào)校，自動耐壓，目前設(shè)計方案已經(jīng)通過試驗及評審，計劃2014年1月啟動，3月建成電能表行業(yè)第一條自動化組裝生產(chǎn)線。（見方案設(shè)計圖）

3.通過設(shè)計優(yōu)化，軟件優(yōu)化，制程優(yōu)化，我們設(shè)計了一條高質(zhì)高效的全自動化功檢生產(chǎn)線，設(shè)計方案已經(jīng)通過試驗及評審，計劃2014年2月啟動，4月建成。（見方案設(shè)計圖）

4.通過設(shè)計優(yōu)化，工藝優(yōu)化，制程整合，我們設(shè)計了一條高質(zhì)高效的自動化包裝生產(chǎn)線，設(shè)計方案目前已經(jīng)通過試驗及評審，計劃2014年3月啟動，5月建成。（見方案設(shè)計圖）總結(jié)：

通過自動化生產(chǎn)的推進，結(jié)合精益生產(chǎn)管理，全員質(zhì)量管理，穩(wěn)步提升博納公司的產(chǎn)品質(zhì)量，提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)運營成本，在未來的3-5年內(nèi)，博納將穩(wěn)定騰飛，并在電能表行業(yè)形成全新的一個博納品牌，引領(lǐng)行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)及自動化生產(chǎn)創(chuàng)新潮流。

編制：陳翔

時間：2013/12/30