摘要：本文主要介紹了，如何針對精軋液壓AGC系統在生產過程中出現的各類設備故障，通過網絡結構的重組、操作臺的優化設計、復雜環境下電纜選型及防護、位移傳感器的安裝模式、各檢測元器件的接線模式等方案進行多角度攻關設備隱患，提升系統穩定性的過程。 關鍵詞：AGC ； 優化； 效益； 1．前言 2007年以來，國內鋼鐵市場競爭日益加劇，顧客對產品質量要求進一步提高，產品需求已經由粗放型快速生產向精細化穩定生產轉變，新形勢下對AGC系統穩定性和控制精度都提出了更高的要求。中板液壓AGC系統的長期穩定運行，已經成為我廠提高產品成材率、確保產品質量、減少質量異議，打贏“綠色品牌年”這一產品質量攻堅戰的關鍵所在。 為了能夠滿足生產工藝的要求，實現AGC系統的穩定運行，我們組織了技術力量，對系統存在的頻繁出現“灰屏”現象、操作臺布局不合理、電纜抗干擾性差、控制電纜壽命周期短、位移傳感器信號波動、線路更換時間長等因素，進行問題的提出、分析、方案論證和實施。通過技術攻關，最終進一步提升了我廠AGC系統的作業率，取得了良好的應用效果，創造了巨大的經濟效益。 2．問題的提出 原AGC系統采用德國SIEMENS公司的SIMADYN D數字控制系統。近幾年來，在AGC系統運行階段，由于現場檢測元器件的安裝方式、線路、通訊問題，一定程度上影響了系統的正常運行，造成了刮框、板形不穩等設備事故，直接影響到了鋼板質量和成材率。基于以上各方面的要求和原因，我們決定對中板廠精軋液壓AGC系統的網絡進行重新構架與系統的全面優化。 3．原因分析 3．1 網絡結構的原因分析 原上位機頻繁出現“灰屏”現象：該項目最初采用光纖通訊方式，網絡構架由尾纖、光電轉換器、光纖熔接盒、五類雙絞屏蔽線、交換機、計算機等部分組成。這種連接方式構成的通訊網絡中間環節繁多，而實際通訊距離較遠、干擾大。導致系統網絡的穩定性強弱，依賴于元器件的性能優良與否。因此，網絡結構的不合理是“灰屏”的主要原因。 3．2 元器件的布局優化的原因分析 由于原來AGC操作臺面上信號燈、按鈕、轉向開關、電流表等電控元器件共計63個，布局不合理，操作人員操作動作繁瑣，容易造成疲勞、注意力下降、生產操作故障增加等現象。因此，操作臺面元器件多、布局不合理、操作人員易疲勞等因素是增加設備故障的隱患之一。 3．3 現場線路問題原因分析： 由于原來控制線路均采用普通控制電纜，而現場軋機作業環境存在大量油污、水汽、高溫等因素，線路本體常出現高溫老化、屏蔽不好信號干擾、更換周期短等問題。對系統的長期穩定構成了威脅。因此，線路本體是提高系統穩定性的環節之一。 3．4 位移傳感器安裝方式出現問題的原因分析： 精軋液壓ＡＧＣ系統中，原位移傳感器安裝于每個缸體兩側，置于水套之內。該模式下由于缸體震動、水汽環境、轉缸等外部因素，容易出現插頭松動、脫落，插頭焊接線掉落等現象，造成刮框等重大設備事故。因此，位移傳感器的安裝模式與位置是進一步提升系統穩定性的又一個因素。 3．5 檢測元器件接線方式優化 原檢測元器件接線方式是將做插頭與由軋機至控制室內的線路直接對接，一旦出現線路問題往往需要線路短接留下新隱患點或者更換大約200長的整條線路。因此，系統與檢測元器件的接線連接方式也是進一步提高系統穩定性的因素。 3．6 防護優化： 原軋機頂部的控制線路是放置于壓下動力線路橋架內，更換時費時、費力，沒有單獨的線路橋架。由頂部到位移傳感器這一段近2米左右均為普通蛇皮管防護，造成線路壽命縮短。因此，控制線路的本體防護問題，也是進一步需要優化的環節。 3．7、匯總需要解決的問題： 4． 方案及其可行性分析 4．1 優化網絡結構： 目前網絡技術在工控領域內的發展日趨成熟，以太網技術的應用也越發廣泛。因此，用以太網技術來直接完成光纖通訊任務，從技術角度而言是完全可行的，可以做到杜絕頻繁“灰屏”現象。 4．2 操作臺優化 為了簡化操作臺面設計，將動作頻率低的元器件功能用WINCC上位機完全可以實現，能夠大幅度減少操作臺面上的元器件，優化元器件布局，使得操作更加人性化。 4．3 線路優化 由于目前線路使用普通控纜，抗干擾行弱。選用屏蔽性能好的雙屏蔽雙絞耐高溫電纜，可以確保優良的抗干擾行、耐高溫性。徹底杜絕由于線路抗干擾性差引起檢測信號波動，從而導致設備事故因素。 4．4 位移傳感器優化： 目前位移傳感器共計4套，分別安置于水套內，安裝于兩個液壓缸體兩側。而將其至于缸體中央的安裝方式將會避免使用水套，避免遭遇到水汽等惡劣環境，減少位移傳感器信號失效的外界諸多因素。 4．5 檢測元器件接線方式優化 原線路方式為由控制柜體直接到軋機檢測元器件方式，一旦出現線路問題將會對整根線路進行更換。可以在機旁增加一個分線箱體，這樣會大大減少線路更換長度和難度，節約大量時間，杜絕由于插頭松動、進水、接地、更換線路費時等造成信號無效、故障處理時間長。 4．6 線路防護優化： 原線路由于至軋機后僅僅用蛇皮管進行防護，壽命短、防油性差，完全可以將其全部通過走管線方式，將其至于鋼管內最大限度縮小線路的外露部分。杜絕由于線路防護不利引起線路短路、斷路、接地、頻繁更換現象；此次搬遷優化為上軋機的橋架與壓下動力橋架進行分離，同時用隔熱板進行了防輻射處理；出現線路問題時，可以迅速方便的對線路更換處理；現在由橋架至檢測元件這部分線路基本上用蛇皮管進行防護，優化為所有檢測元件由橋架至元件進行標準配雙路管路進行對線路的徹底防護，將線路外漏部分最小化； 5．方案實施及其問題解決 5．1優化網路結構：由目前光纖通訊方式改為以太網通訊方式； （1）最初系統網絡結構圖： （2）優化方案及其實施后的網絡結構 由此網絡結構圖可知：該網絡結構在優化前，從SIMADYN-D系統到操作臺上位機之間環節多。優化后大大減少了中間環節，由于以太網通訊距離的限制，僅僅在廠房頂部增加了交換機，就可以確保該網絡構架穩定運行。 5．2 元器件的布局優化對策： 結合操作臺搬遷對操作臺進行重新設計，將不常動作元器件，改為由操作臺上位機操作。由熱軋車間對操作人員進行廣泛征求意見，形成將元器件最少化布局建議和元器件操作最優化位置，根據以上意見建議重新設計操作臺。 5．2．1原操作臺面設計如下： 由以上原因分析可知，原操作臺面有元器件共計63個。操作人員操作不便布局不合理，疲勞強度大。因此，優化操作臺布局要因在于： ● 減少元器件數量為要因之一； ● 重新合理布局元器件為要因之二； 5．2．2優化后的操作臺結構 如圖新操作臺內僅僅8、10、11頻繁使用的三項為AGC元器件，更加適合操作人員的操作，提高工作效率、降低勞動強度。 5．3.復雜環境下控制電纜選型優化 由于控制電纜的屏蔽方式、電纜耐高溫與否、線路是否雙絞，成為減少線路本體故障的幾個衡量因素。所有控制線路由原來的普通控制電纜改為用雙絞屏蔽阻燃電纜，確保信號的長期穩定運行，提高線路抗干擾性和耐高溫性，延長線路本體的壽命，最大限度降低由于高溫、磨損、腐蝕等造成的接地、短路等現象； 5．4．位移傳感器的安裝方式優化 位移傳感器的安裝方式是解決輥縫信號波動不穩定的要因，配合分廠完成對缸體備件定制時，完成位移傳感器中心安裝位置方案的實施。利用新缸體制作備件定制時，與廠家協調，將位移傳感器安裝于缸體中心位置。優化為缸體中間內部安裝位移傳感器方式，由原來４只位移傳感器和４套機械水套的安裝模式，改變為共用２只位移傳感器即可。減少了位移傳感器２支，減少了４套水套。安裝結構的改變，從根本上改變了位移傳感器本體的運行環境，減少了設備故障點，提高了位移傳感器的穩定性； 5．5．檢測元器件接線方式優化 檢測元器件線路連接方式是解決由于線路更換問題造成長時間設備故障的要因。因此，選擇了軋機主跨北墻位置，安裝了新的控制線路端子箱體8AT，由控制柜體來現場所有控制電纜，接線與端子排上端子。大大減少由于線路更換維護時間。 5．6．控制線路防護優化 控制線路的防護到位與否是控制電纜是否能夠長期穩定使用的要因。檢修開始時組織施工隊伍進行如下工作： （1）拆除原檢測元器件所有控制電纜； （2）拆除原控制電纜部分舊橋架； （3）抽回所有舊電纜，清理軋機頂部長期積累的多路費電纜； （4）敷設新200橋架，做好防火板防護； （5）軋機南北兩側分別焊接40mm鋼管，由橋架出口到檢測元器件旁邊； （6）由分線箱體到位移傳感器重新放置新雙絞屏蔽耐高溫電纜； 6．項目實際應用效果分析 6．1通訊模式重組后設備影響時間對比 網絡結構優化前、后，因網絡通訊問題造成電氣設備影響時間06～07年度統計如下： 由該調度日志統計數據對比圖可以知道，通過改變網絡結構實現以太網絡通訊方式后，完全解決了“灰屏、死機”等通訊問題，實現了長期穩定運行，效果顯著。 6．2 通過操作臺重新設計、線路換型、位移傳感器安裝方式改變、檢測元器件線路連接模式調整、線路防護等方案實施。AGC設備影響時間改造前后對比圖如下： 7．結束語 中板廠AGC系統，通過操作臺搬遷、控制柜體搬遷項目的有步驟實施，對整個系統逐步進行了優化。整個生產組織已經由原來每個月都有大的設備事故、生產操作事故出現，逐步過度到了長期安全、穩定運行階段。連續數月創造了該設備“零影響”時間的佳績。為中板廠產品質量的進一步提升，奠定了堅實的設備基礎。該項目的成功應用，大大減少軋費板數量，減少備件消耗、產品質量異議，減輕了操作工的勞動強度。確保了我廠產品質量的穩定性、提高了產品成材率，在“綠色品牌年”中提高了產品競爭力，提升了產品的美譽度。每年可為總公司增創156萬元的直接經濟效益和良好的社會效益。 作者簡介 陳錦標，男，29歲，祖籍四川，工程師。2002年7月畢業于新疆石油學院機電工程系，獲工學學士學位。現主要從事電氣自動化控制系統的現場技術維護與新技術應用工作。電話：0531－88866237；郵編：250101；E-mail：xjcjb601@163.com 或xjcjb601@sohu.com