機電設(shè)備的安裝關(guān)鍵技術(shù)分析

李志敏

摘 要：機電設(shè)備是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的基礎(chǔ)和保障，其安裝質(zhì)量與精度對于企業(yè)生產(chǎn)具有極大的影響。本文就以電石爐為例，來針對機電設(shè)備的常見安裝故障進行有效分析，并在此基礎(chǔ)上指出機電設(shè)備安裝故障的原因，然后進一步總結(jié)出機電設(shè)備的安裝關(guān)鍵技術(shù)，為日后的機電設(shè)備安裝提供簡單參考。

關(guān)鍵詞：機電設(shè)備；安裝；關(guān)鍵技術(shù)

1 電石爐的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

電石爐是一種利用電弧發(fā)熱來進行加熱的裝置，它是生產(chǎn)電石的核心設(shè)備。在冶煉過程中，電石爐通過石墨電極與爐料之間電弧產(chǎn)生的熱量，對爐料進行加熱和熔化。石墨電極與爐料之間的電弧，是通過向三根電極通以三相交流電來產(chǎn)生的，實質(zhì)就是借助控制三相電極電流、電壓等參數(shù)，實現(xiàn)電石爐爐溫控制。在冶煉電石時，電石爐處于不斷的起弧、滅弧狀態(tài)，耗電量非常大，功率因數(shù)也很低，導(dǎo)致電能損耗極大，并且也易對電網(wǎng)帶來很大沖擊。此外，由于電極中的電流還存在快速、不規(guī)則變化的無功功率和高次諧波，也同時會引起電壓、電流沖激現(xiàn)象，進而引發(fā)供電電壓、電流波形畸變，進一步增加了線損和用電設(shè)備的損耗，從而影響電能質(zhì)量和電網(wǎng)穩(wěn)定性。

2 常見安裝故障

2.1 系統(tǒng)性故障

在安裝過程中，機電設(shè)備故障通?？煞譃閮煞N，即系統(tǒng)性故障與隨機性故障。前者屬于不可避免的故障且不可逆，不過具有一定的規(guī)律性可循。比如，如果電網(wǎng)電壓出現(xiàn)異常，系統(tǒng)也會相應(yīng)地出現(xiàn)失壓欠壓現(xiàn)象。后者又被稱為“軟故障”，就是指機床工作中，因為設(shè)備或人為因素，偶爾才會出現(xiàn)的故障，重復(fù)性小，也難以診斷。

2.2 破壞性故障

簡單來說，我們所說的破壞性故障，主要就是由人為操作不當(dāng)導(dǎo)致，此類故障危害性極大，不但會對機床造成損壞，也會對操作者帶來很大的人身安全威脅。如果發(fā)生破壞性故障，需要立即停止設(shè)備運轉(zhuǎn)，并由專業(yè)維修人員進行維修。機床中出現(xiàn)的故障大多都是非破壞性故障，解決的辦法也很簡單，通常只需要進行“清零”操作就可以。

3 控制系統(tǒng)的硬件集成方案

3.1 控制系統(tǒng)的總體配置方案

根據(jù)電石爐生產(chǎn)工藝特點及工作環(huán)境條件，可以看出，電石爐工作的現(xiàn)場條件一般都非常惡劣，不僅溫度高，而且灰塵多，電磁干擾嚴(yán)重，為了提高設(shè)備的工作性能和使用壽命，必須要加強控制設(shè)備的可靠性研究和設(shè)計。在控制系統(tǒng)設(shè)計上，一方面要采取防塵、屏蔽等措施，另一方面還要提升控制系統(tǒng)的性能和可靠性。國內(nèi)外目前一般都選用DCS系統(tǒng)或PLC系統(tǒng)作為控制系統(tǒng)。其特點是調(diào)節(jié)回路比較少，但是，檢測參數(shù)卻相對較多；模擬量比較少，開關(guān)量相對較多。通過研究冶金行業(yè)類似的電弧爐的性價比及應(yīng)用情況，在該類型的控制系統(tǒng)硬件設(shè)計上，主要是利用了可編程控制器和上位計算機構(gòu)成PIC+PLC控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)具有較高的可靠性以及較強的抗干擾性，非常適用于電石爐機電設(shè)備控制。為了保證上位計算機的良好的性能，一般都是選用工業(yè)控制級計算機，以此來對生產(chǎn)過程參數(shù)進行實時監(jiān)督、顯示和存儲。可編程控制器和上位計算機通過RS-485串口通信。采用TsEP7編程軟件來對PLC控制程序進行編程，以組態(tài)軟件WniCC開發(fā)工具來設(shè)計上位監(jiān)控部分。

3.2 硬件系統(tǒng)的選配與設(shè)計

（1）PLC的中央處理器CPU315-ZDP（新型）

PLC的核心是CPU3SI-ZDP，一般來說，其存儲器（RAM）容量為128K字節(jié)，如果選擇不同的微存儲器卡（MMC），就能夠獲得不同的裝載容量。實踐表明，位操作最小執(zhí)行時間一般為0.lus，而浮點數(shù)加法最小執(zhí)行時間一般為u6s，由此可以判斷，其在二進制和浮點數(shù)運算方面的處理性能比較優(yōu)良；最大可擴充1024點開關(guān)量IO/通道或256路模擬量1/0通道，通常適用于中等規(guī)模1/0配置。

（2）接口模塊對IM360和IM361

如果PLC系統(tǒng)的規(guī)模比較大，僅僅利用一個機架，則無法容納所有的模塊，為解決這一問題，需要增添擴展機架。主機架和擴展機架之間的連接，是通過接口模塊IM360和IM361來實現(xiàn)的。通過總線連接器，各個機架的接口模塊連接到I/0模塊上。通常57-300的0號主機架上安裝IM360；57-300的l號到3號的機架上安裝IM36、接口模塊；系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的傳遞，分別從IM36O經(jīng)連接線368傳輸?shù)絀M361，然后，再傳輸?shù)较聜€機架上的IM361上，依次傳輸。為了保證各IM361的正常工作，均需要設(shè)置一個外部24V電源，通常是選用PS307模塊電源。

（3）16路開關(guān)量輸入模塊SM321DIX16DC24V或AC120V

現(xiàn)場開關(guān)觸點的狀態(tài)，通過開關(guān)量輸入模塊SM321，進行光電隔離或繼電器的轉(zhuǎn)化，將外部開關(guān)信號轉(zhuǎn)化為內(nèi)部S7-300信號電平，經(jīng)過處理之后，再將其送至輸入緩沖器來等待CPU采樣。CPU采樣的時候，信號將通過背板總線進入到輸入映像區(qū)。

（4）8路開關(guān)量輸出模塊SM322DOSXREL 230ACV/5A

開關(guān)量輸出模塊主要功能是轉(zhuǎn)化57-300的內(nèi)部信號電平，將其變?yōu)榭刂七^程所需的外部信號電平。根據(jù)負載回路使用的電源來劃分，開關(guān)量輸出模塊可分為直流輸出模塊（晶體管）、交流輸出模塊（可控硅）和交直流（繼電器）兩用輸出模塊等。每種模塊都具有自己的特點與功能。SM322DO8X230REL屬于繼電器輸出方式的模塊，在正常工作狀態(tài)下，直流或者交流負載都可以直接驅(qū)動，該模塊8個輸出點分成8組接地，最大負載電流SA，具有短路保護功能，安全隔離效果非常好，而且應(yīng)用非常靈活，具有較強的實用性，可適用于連接電磁閥、接觸器、小功率電機和電機啟動器等。

4 結(jié)語

總而言之，機電設(shè)備是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營平穩(wěn)、有序進行的基礎(chǔ)和保障，只有有效確保機電設(shè)備的安裝質(zhì)量和精度，才能促進企業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。因此，我們必須要做好機電設(shè)備的驗收調(diào)試，完善機電設(shè)備的基礎(chǔ)驗收，確保機電設(shè)備的安裝精度，強化機電設(shè)備的安置管理，從根本上來保證機電設(shè)備安裝質(zhì)量。

參考文獻

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