唐建民

（陜西鋼鐵集團(tuán)漢中鋼鐵公司軋鋼廠，陜西漢中 724200）

0 引言

陜西鋼鐵集團(tuán)漢中鋼鐵公司兩條年產(chǎn)120 萬(wàn)噸棒材生產(chǎn)線，其軋線傳動(dòng)裝置采用西門(mén)子S120 裝置，電機(jī)使用三相異步交流變頻電機(jī)，強(qiáng)制冷卻方式；飛剪傳動(dòng)裝置采用直流調(diào)速裝置，電機(jī)使用直流電機(jī)。三相異步交流變頻電機(jī)功率800～1500 kW。在運(yùn)行中需對(duì)每條生產(chǎn)線18 臺(tái)交流電機(jī)和3 臺(tái)直流電機(jī)軸承周期性加潤(rùn)滑脂保養(yǎng)。

隨著公司產(chǎn)量和設(shè)備作業(yè)率的提升，停機(jī)對(duì)每臺(tái)電機(jī)加潤(rùn)滑脂，不能在統(tǒng)一時(shí)間內(nèi)完成，造成個(gè)別電機(jī)漏加，重復(fù)加；并且需手工填寫(xiě)記錄，造成員工工作量增大且工作效率低下。因在潤(rùn)滑周期內(nèi)漏加潤(rùn)滑脂進(jìn)一步影響電機(jī)軸承的使用壽命，甚至造成電機(jī)軸承缺潤(rùn)滑脂損壞軸承，嚴(yán)重時(shí)損壞電機(jī)；因在潤(rùn)滑周期內(nèi)重復(fù)加潤(rùn)滑脂造成電機(jī)內(nèi)部油脂污染，成本浪費(fèi)，環(huán)境污染。

1 原因分析及解決思路

1.1 原因分析

出現(xiàn)個(gè)別電機(jī)漏加、重復(fù)加潤(rùn)滑脂的關(guān)鍵是對(duì)潤(rùn)滑周期管理不善，員工通過(guò)上次加潤(rùn)滑脂的大概時(shí)間，依據(jù)加潤(rùn)滑脂周期估計(jì)出本次加潤(rùn)滑脂的時(shí)間，到時(shí)間每條線檢修時(shí)同時(shí)加潤(rùn)滑脂，因各種影響，本次不能全部一次性加完，后續(xù)擇機(jī)再加。這樣導(dǎo)致加潤(rùn)滑脂周期不確定，出現(xiàn)漏加、重復(fù)加。

1.2 解決思路

出現(xiàn)以上問(wèn)題的主要問(wèn)題是潤(rùn)滑周期混亂。按照電機(jī)維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程，電機(jī)在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)周期內(nèi)加入適量的潤(rùn)滑脂。確定了本次加入潤(rùn)滑脂的時(shí)間，根據(jù)電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間，到加入潤(rùn)滑脂時(shí)設(shè)置提前報(bào)警，超出加入潤(rùn)滑脂時(shí)設(shè)置故障。當(dāng)某電機(jī)報(bào)警/故障時(shí)，安排加潤(rùn)滑脂，班組管理人員確認(rèn)后，通過(guò)口令對(duì)報(bào)警/故障確認(rèn)，自動(dòng)計(jì)入下個(gè)潤(rùn)滑周期。通過(guò)自動(dòng)化的監(jiān)控，杜絕潤(rùn)滑周期管理混亂的問(wèn)題，解決了漏加、重復(fù)加的問(wèn)題。

2 自動(dòng)化監(jiān)控潤(rùn)滑周期

2.1 程序的設(shè)計(jì)

監(jiān)控每個(gè)電機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間，只需通過(guò)讀取電機(jī)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速，累加運(yùn)行時(shí)間T（RUN_hour），和設(shè)置潤(rùn)滑周期的報(bào)警時(shí)間T1（set_alarm_hour），設(shè)置潤(rùn)滑周期的故障時(shí)間T2（set_fault_hour）作比較：當(dāng)T≥T1 時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警信號(hào)（Alarm），同時(shí)記錄當(dāng)前報(bào)警時(shí)的年（alarm_year）、月（alarm_month）、日（alarm_date）；當(dāng)T≥T2 時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)故障信號(hào)（Fault）；同時(shí)記錄當(dāng)前故障時(shí)的年（fault_year）、月（fault_month）、日（fault_date）。當(dāng)報(bào)警或故障產(chǎn)生時(shí)，生成一個(gè)綜合的報(bào)警/故障信號(hào)（alarm_fault）；當(dāng)綜合的報(bào)警/故障信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，在HMI 畫(huà)面上產(chǎn)生報(bào)警，并把報(bào)警產(chǎn)生的機(jī)架號(hào)顯示出來(lái)；當(dāng)潤(rùn)滑脂按規(guī)定重量給定后，通過(guò)授權(quán)復(fù)位；并記錄復(fù)位時(shí)的年（Rest_year）、月（Rest_month）、日（Rest_date）。利用堆棧原理可以將上述報(bào)警、故障、復(fù)位時(shí)的年、月、日存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)塊中，根據(jù)需要決定儲(chǔ)存的長(zhǎng)度。

2.2 程序的實(shí)現(xiàn)

（1）因兩條軋線，需監(jiān)控電機(jī)總計(jì)42 臺(tái)，如每個(gè)電機(jī)寫(xiě)一個(gè)程序塊，接口的輸入，輸出，數(shù)據(jù)工作量很大，不便于程序編輯。

（2）本系統(tǒng)采用西門(mén)子S7-400PLC，使用一個(gè)公用塊（FB1113）實(shí)現(xiàn)程序的基本功能，再使用一個(gè)功能塊（FB1114）把公用塊（FB1113）當(dāng)做一個(gè)變量調(diào)用；隨后使用一個(gè)程序功能（FC169）實(shí)現(xiàn)堆棧原理儲(chǔ)存各報(bào)警、故障、復(fù)位時(shí)的年、月、日。

（3）FB1113 的實(shí)現(xiàn)：①在FB1113 中要實(shí)現(xiàn)公用數(shù)據(jù)接口的輸入，如軋機(jī)的編號(hào)、電機(jī)的轉(zhuǎn)速、復(fù)位的輸入等，最重要的是年、月、日的接入，為避免接口數(shù)太多，在公用的年、月、日等變量中，使用Struct 的數(shù)據(jù)類(lèi)型，極大的簡(jiǎn)化了接口數(shù)據(jù)輸入的量；②在FB1113 程序中，部分變量即做為輸入有作為輸出，量比較多，并且每個(gè)程序都要用，直接在IN_OUT 中將各變量以Struct的數(shù)據(jù)類(lèi)型歸到一塊，方便調(diào)用；③在FB 功能塊中，時(shí)間，上升沿等必須要有對(duì)應(yīng)的實(shí)參，所以在STAT 靜態(tài)變量中給上升沿等給予實(shí)參地址，同樣使用Struct 的數(shù)據(jù)類(lèi)型。

（4）FB1114 的實(shí)現(xiàn)：①在FB1114 中調(diào)用SFC1 讀系統(tǒng)時(shí)鐘，生成公用的年、月、日等公用數(shù)據(jù)，放在STAT 靜態(tài)變量中名為STAT1，使用Struct 的數(shù)據(jù)類(lèi)型；②在FB1114 中，其靜態(tài)變量中生成ST1 的變量，其數(shù)據(jù)類(lèi)型選擇FB 類(lèi)型，將FB1113 做為ST1 中的數(shù)據(jù)類(lèi)型；③建立一個(gè)UDT 的數(shù)據(jù)類(lèi)型UDT1114，如圖1 所示，其包含需要在FB1113 中輸出的變量，其內(nèi)部使用Struct 的數(shù)據(jù)類(lèi)型，如報(bào)警、故障、復(fù)位時(shí)的年、月、日；運(yùn)行的小時(shí)、分鐘等；④在FB1114 中，其靜態(tài)變量中生成ST1_OUT 的變量，其數(shù)據(jù)類(lèi)型選擇UDT，將UDT1114 做為ST1_OUT 中的數(shù)據(jù)類(lèi)型；⑤在功能塊中，需對(duì)參數(shù)給于地址，在調(diào)用FC169 功能時(shí)，需用到上升沿，在FB1114 靜態(tài)變量中生成名稱(chēng)為P 的變量，用于儲(chǔ)存上升沿，因其包含的數(shù)據(jù)類(lèi)型一樣，使用Array 數(shù)組的數(shù)據(jù)類(lèi)型；⑥當(dāng)報(bào)警、故障、復(fù)位產(chǎn)生時(shí)用FC169 使用堆棧功能儲(chǔ)存其對(duì)應(yīng)的時(shí)間；⑦在FB1114 中，可以生成ST1-ST18，ST1_OUT-ST18_OUT 的變量，對(duì)應(yīng)其編號(hào)的電機(jī)，如圖2 所示，只需在FB1114 中作為一個(gè)對(duì)應(yīng)的塊調(diào)用，并在其輸入接口中填入電機(jī)編號(hào)、電機(jī)轉(zhuǎn)速、#STAT1、#ST1_OUT 等幾個(gè)接口參數(shù)。

圖1 UDT 用戶自定義數(shù)據(jù)類(lèi)型

圖2 將FB1113 作為數(shù)據(jù)類(lèi)型調(diào)用

2.3 HMI 的顯示

在人機(jī)界面中加入對(duì)應(yīng)編號(hào)電機(jī)的運(yùn)行小時(shí)、分鐘，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定時(shí)間后，彈出報(bào)警/故障提示框，當(dāng)加入潤(rùn)滑脂且輸入正確的口令后，運(yùn)行時(shí)間清零，提示框消失，進(jìn)入下個(gè)計(jì)時(shí)周期。

3 延伸應(yīng)用

根據(jù)輸入的轉(zhuǎn)速可以判斷是否在運(yùn)行，在增加電流后，可以作為判斷是否在軋鋼，根據(jù)軋制運(yùn)行時(shí)間，可以計(jì)算出在一天、一個(gè)月、一年內(nèi)該電機(jī)的作業(yè)率。同樣為電機(jī)運(yùn)行維護(hù)提供參考。

4 總結(jié)

雖然公用程序編寫(xiě)及算法很簡(jiǎn)單，但是需要在編寫(xiě)時(shí)要考慮電機(jī)數(shù)量眾多，數(shù)據(jù)量大的難點(diǎn)，所以使用了功能塊，及各類(lèi)復(fù)雜的數(shù)據(jù)類(lèi)型，不但簡(jiǎn)化了編寫(xiě)量，同時(shí)使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)清晰，方便使用，為后續(xù)再開(kāi)發(fā)提供了基礎(chǔ)。

隨著程序塊在軋線的使用，準(zhǔn)確記錄了電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，為軸承保養(yǎng)提供了時(shí)間周期，降低了維護(hù)成本，提高了維修質(zhì)量，同時(shí)向智能化發(fā)展更推進(jìn)了一步。