淺談汽車涂裝綜合節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用

鄒洋，王宇翔，褚人杰

淺談汽車涂裝綜合節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用

鄒洋，王宇翔，褚人杰

（江西五十鈴汽車有限公司，江西 南昌 330100）

闡述了變頻節(jié)能的特性和改造施工的要求，并詳細(xì)介紹江西五十鈴大功率風(fēng)機(jī)水泵從軟啟動(dòng)控制改造為變頻啟動(dòng)控制上的實(shí)際應(yīng)用情況，為汽車涂裝線節(jié)能改造、設(shè)備維護(hù)、自控技術(shù)應(yīng)用提供相關(guān)參考信息。

水泵；空調(diào)送排風(fēng)；變頻；節(jié)能；羅克韋爾自控技術(shù)

引言

為適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品的高質(zhì)量、低成本的要求，適應(yīng)建設(shè)環(huán)境友好型、節(jié)能型社會(huì)的時(shí)代要求，汽車涂裝需要從高耗能的工藝設(shè)備入手，而眾多建造的涂裝廠在投資預(yù)算、功能性、現(xiàn)代化程度、生產(chǎn)成本等方面都多多少少地存在不足之處，所以需要在投產(chǎn)以后不斷地進(jìn)行改造和完善，以達(dá)到最適用本廠生產(chǎn)管理以及節(jié)能的目的。

電泳線、噴漆室都屬于涂裝高耗能區(qū)域。

（1）電泳線工位多，水槽多，需要大量的水泵循環(huán)，其中電泳兩臺(tái)主循環(huán)水泵和兩臺(tái)電泳換熱循環(huán)泵均需全年365天24小時(shí)不間斷運(yùn)行以保障槽內(nèi)涂料均一，防止顏料的沉淀，保證油漆溫度的穩(wěn)定，除去擴(kuò)散的電解氣泡，保證油漆質(zhì)量，需要改造的兩臺(tái)電泳主循環(huán)泵功率均為37KW，單位小時(shí)的耗電量約為27KW·h，兩臺(tái)電泳換熱循環(huán)泵的功率均為45KW，單位小時(shí)的耗電量約為30KW·h，合計(jì)約114KW·h。

（2）中面涂采用水性3C1B油漆體系，要求中面涂噴漆室常年保持24±1℃的溫度和72±2的濕度和大于0.5m/s的正向風(fēng)速，所以噴漆室上層需要空調(diào)設(shè)備，并配備冷熱水管、加濕水泵、燃燒機(jī)輔助調(diào)節(jié)溫濕度。通過噴漆室上層的送風(fēng)機(jī)組和下層的排風(fēng)機(jī)組配合來調(diào)節(jié)風(fēng)速，并保證風(fēng)平衡。超過標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)速將會(huì)消耗過多的熱量，增加了燃?xì)夂碗娏康南摹?/p>

中涂1空調(diào)送風(fēng)機(jī)的功率為132KW，中涂2空調(diào)的送風(fēng)機(jī)功率為75KW，擦凈排風(fēng)機(jī)的功率為45KW，中涂兩臺(tái)排風(fēng)機(jī)功率分別為110KW和75KW，色漆空調(diào)兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)功率均為110KW，兩臺(tái)排風(fēng)機(jī)的功率分別為160KW和90KW，清漆空調(diào)兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)功率均為110KW，兩臺(tái)排風(fēng)機(jī)的功率均為110KW，送排風(fēng)機(jī)單位小時(shí)的耗電量合計(jì)約920KW·h。年耗電量約為2530000度電。

1 節(jié)能改造思路

（1）電泳主循環(huán)泵和電泳換熱循環(huán)泵雖然需要24小時(shí)工作，但是生產(chǎn)期間與非生產(chǎn)期間工藝要求的油漆循環(huán)量是不同的。非生產(chǎn)期間只需保證涂料不沉淀即可。原運(yùn)行模式是生產(chǎn)期間和非生產(chǎn)期間24小時(shí)均采用最大循環(huán)量（一小時(shí)4次），能耗高且設(shè)備負(fù)荷大，經(jīng)多方討論及咨詢，非生產(chǎn)期間循環(huán)量只需為一小時(shí)2次即可滿足工藝要求。

（2）噴漆室分為自動(dòng)站和手工站，自動(dòng)站風(fēng)速要求不小于0.3m/s，手工站風(fēng)速要求不小于0.5m/s，而原自動(dòng)站和手工站的風(fēng)速均為0.5m/s。如果可以將噴漆室手工站和自動(dòng)站的風(fēng)速進(jìn)行分區(qū)管理，降低自動(dòng)站的風(fēng)速，既可降低送排風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率，減少電量的消耗，又可以降低對(duì)熱量、濕度的消耗，減少夏季冷水循環(huán)量，冬季燃燒機(jī)對(duì)燃?xì)獾南摹?/p>

2 節(jié)能方案的實(shí)施

（1）電泳循環(huán)泵采用變頻器控制，替換原有的軟啟動(dòng)控制。首先需要選型與對(duì)應(yīng)水泵功率相當(dāng)?shù)淖冾l器，電路重新布線，添加網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備，修改變頻器參數(shù)及程序控制程序。

（2）噴漆室原有風(fēng)速為0.5m/s，而自動(dòng)段風(fēng)速要求0.3m/s，通過降低自動(dòng)段區(qū)域風(fēng)量使風(fēng)機(jī)總風(fēng)量下降達(dá)到節(jié)能目的。同樣需將排風(fēng)機(jī)的軟啟動(dòng)控制改造為變頻器控制方式，再通過調(diào)整送風(fēng)頻率及風(fēng)閥使自動(dòng)段風(fēng)量降低，設(shè)置排風(fēng)機(jī)頻率調(diào)整最終風(fēng)壓。

（3）因現(xiàn)場使用羅克韋爾公司的PLC系統(tǒng)，為保證產(chǎn)品的一致性，所以變頻器的選型品牌也均為AB的，再根據(jù)風(fēng)機(jī)大小選型恰好合適的變頻器和電抗器：

表1 變頻器選型表

1）將軟啟動(dòng)更換為755變頻器，R、S、T為三相線進(jìn)線端，U、V、W為三相線出線端。

2）增加一根網(wǎng)線接口接入8口交換機(jī)中。

3）同理，其他排風(fēng)機(jī)做同樣改造。

2.3 兩組圍生兒結(jié)局對(duì)比 觀察組圍生兒的胎兒窘迫、新生兒感染、新生兒黃疸與低出生體質(zhì)量兒等發(fā)生率明顯高于對(duì)照組(P<0.05)。見表3。

4）報(bào)警、聯(lián)鎖系統(tǒng)的完善。

增加變頻器故障報(bào)警的可視化界面，檢查完善送風(fēng)機(jī)與排風(fēng)機(jī)，排風(fēng)機(jī)與循環(huán)水槽，循環(huán)水槽與送風(fēng)機(jī)環(huán)環(huán)相扣的互鎖關(guān)系，保證整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的功能性和完整性，同理建立電泳水泵、液位溫度、擺桿鏈輸送三者的聯(lián)鎖保護(hù)機(jī)制。

3 改造技術(shù)難點(diǎn)

（1）電控改造，新增電控柜，將原有的軟啟動(dòng)控制電路改為變頻器控制電路，由于接法不同，軟啟動(dòng)上端進(jìn)線，下端出線，而變頻器進(jìn)線和出線均在下方，所以可以保留出線電纜，重新從柜子后方開孔走進(jìn)線電纜，并增加接地電纜。另外，控制電路部分需要加裝交換機(jī)和網(wǎng)線等組件。

圖1 變頻器改造實(shí)物圖

（2）匹配變頻器，運(yùn)用羅克韋爾的BOOTP-DHCP Server軟件，賦予新裝變頻器一個(gè)新的IP地址，要求與聯(lián)網(wǎng)區(qū)域的現(xiàn)有IP地址不沖突，之后上線連接PLC，搜索新添加的變頻器，匹配最新的版本序號(hào)，確保顯示連接上線，逐個(gè)修改變頻器的基本參數(shù)，要求與電機(jī)的參數(shù)保持一致，否則將無法啟動(dòng)。

修改變頻器參數(shù)有三種方法：

方法一：利用啟動(dòng)向?qū)?，按步驟完成參數(shù)的設(shè)置。

方法三：利用已經(jīng)安裝成功的變頻器參數(shù)，可備份下載到同一型號(hào)的變頻器中，縮短參數(shù)修改的時(shí)間。

（3）重新修改程序，運(yùn)用的是羅克韋爾的RSLogix 5000軟件，版本號(hào)20.01，刪除原有的軟啟動(dòng)控制程序，在主程序上添加新增的變頻器主要指標(biāo)代碼，并通過標(biāo)簽的對(duì)應(yīng)關(guān)系作為程序語言中的條件，從輸入條件到輸出結(jié)果的過程層層推演，保證程序邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)有效，最后通過試機(jī)調(diào)整電機(jī)加減速時(shí)間、轉(zhuǎn)向等參數(shù)，設(shè)置頻率可調(diào)節(jié)的操作界面，并開機(jī)驗(yàn)證。

圖2 PLC程序編輯

4 節(jié)能成果展示及未來規(guī)劃

（1）節(jié)能統(tǒng)計(jì)

電泳4臺(tái)循環(huán)泵1小時(shí)共節(jié)能69度，全年生產(chǎn)日251天（單日節(jié)能13小時(shí)），非生產(chǎn)日114天（單日節(jié)能24小時(shí)），一年節(jié)能331144.8元。

表2 電泳循環(huán)水泵節(jié)能效果一覽

噴漆室送排風(fēng)機(jī)1小時(shí)共節(jié)能177度，2018年生產(chǎn)平均每日工作11h，一年節(jié)能390957.6元。

表3 噴房送排風(fēng)機(jī)節(jié)能效果一覽

面漆噴漆室送排風(fēng)量都減少后，冬季燃燒機(jī)的耗氣量也將相應(yīng)的下降，改造前單月燃?xì)庥昧?4299.63m3，改造后為35439.70 m3，一年可節(jié)省燃?xì)赓M(fèi)用（44299.63-35439.7）*2.928元/ m3*5個(gè)月=129709.4元。

綜上，一年可節(jié)省能源成本1121811.8元。

（2）未來，如果手工站將來全部用機(jī)器人噴涂替代，整個(gè)噴漆室還可以進(jìn)行循環(huán)風(fēng)改造，即外表面噴涂站的排風(fēng)管接入到內(nèi)表面噴涂站的送風(fēng)管中，如此可進(jìn)一步降低噴漆室風(fēng)量和風(fēng)速的要求。

5 結(jié)束語

通過本次對(duì)廠內(nèi)大功率設(shè)備的變頻改造，為生產(chǎn)車間單臺(tái)能耗成本下降提供有力幫助，年均至少可節(jié)省電費(fèi)70萬元，燃?xì)赓M(fèi)12萬元，改造方案已在江鈴集團(tuán)及其他同類的項(xiàng)目改造中推廣使用。

變頻改造技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展已經(jīng)日益成熟，在廠內(nèi)設(shè)備選型配套的情況下，變頻改造將成為工廠改善最普遍的實(shí)施方案，而對(duì)羅克韋爾自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用也將通過改造項(xiàng)目的實(shí)施得到提升。

[1] 王錫春.涂裝車間設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.

[2] 鄧春.PAC編程基本教程.北京:機(jī)修工業(yè)出版社.2011.10.

[3] Logix5000?控制器過程控制與驅(qū)動(dòng)指令集.羅克韋爾自動(dòng)化公司資料.2007.

Discussion on comprehensive energy saving technology and application of painting

Zou Yang, Wang Yuxiang, Chu Renjie

( Jiangxi Isuzu Motor Company Ltd., Jiangxi Nanchang 330100 )

This paper expounds the characteristics of energy saving by frequency conversion and the requirements of reconstruction and construction, and introduces in detail the practical application of the transformation of high-power fan and pump from soft start control to frequency conversion start control in Jiangxi -Isuzu, which provides relevant reference information for energy saving transformation, equipment maintenance and application of automatic control technology in automobile painting line.

water pump;Air conditioning supply and exhaust; frequency conversion;energy conservation; Rockwell Autocontrol Technology

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鄒洋，就職于江西五十鈴汽車有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.13.068