某2250 熱軋廠橫切機組因網(wǎng)絡(luò)原因頻繁停車，究其原因是PROFIBUS 類型的傳感器加在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點里，增加了PROFIBUS 總線網(wǎng)絡(luò)維護節(jié)點，影響了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。針對此問題，采用SIEMENS SM338 模板和浙大精益( TEC) SSI 型磁致伸縮位移傳感器對其進行改造。改造后近一年的生產(chǎn)實踐表明: 橫切機組網(wǎng)絡(luò)故障率為零，有力保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定進行。
邯鋼2250 熱軋廠是邯鋼新區(qū)投資大、具有當(dāng)代水平的熱連軋帶鋼生產(chǎn)線，軋機軋制能力大、生產(chǎn)工藝*、設(shè)備配置和控制措施齊全，年設(shè)計生產(chǎn)能力達到450 萬t。橫切機組是其中的一條板材深加工處理線，主要生產(chǎn)長2 ～ 16 m、寬1 ～ 2 m、厚4 ～ 25 mm 的四切邊普通板材、船板、容器板等。該生產(chǎn)線對熱軋廠進一步優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、拓寬品種鋼市場、提高產(chǎn)品表面和外形質(zhì)量、提升相關(guān)技術(shù)和性能指標(biāo)有著非常重要的作用。
2010 年3 月橫切機組開始正式生產(chǎn)后總體運行平穩(wěn)，生產(chǎn)狀態(tài)良好，但網(wǎng)絡(luò)問題時有發(fā)生，究其原因是由于整體供貨商SMS-siemag 的電氣設(shè)計能力偏弱，設(shè)計理念相對滯后，在設(shè)計橫切線工業(yè)以太網(wǎng)時，把全線的線性位移傳感器和編碼器采用PROFIBUS類型的傳感器都加在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點里，而不是采用SSI類型的選型加在ET200 站里。這樣就增加了PROFIBUS總線網(wǎng)絡(luò)維護節(jié)點，并且橫切機組上用的線性位移傳感器和編碼器多達70 余個，這樣一來PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)一下就多出70 余個節(jié)點，進、出線又多出多達2 000 m，并且為保持網(wǎng)絡(luò)暢通還得增加多達十幾個REPETER，這樣一來PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性就大打折扣，勢必影響生產(chǎn)的穩(wěn)定進行。嚴重的在2010 年8 月份，網(wǎng)絡(luò)故障連續(xù)出現(xiàn)，每次長達10 余個小時，嚴重影響了生產(chǎn)。為此，熱軋廠設(shè)備室技術(shù)人員決定對此課題進行攻關(guān)，找到問題的源頭，并從根本上解決。
1 改造前的現(xiàn)狀
1. 1 基本設(shè)備介紹
橫切線整套設(shè)備從SMSDEMAG 公司引進，包括步進梁、測量站、準備站、開卷機、1# 7 輥矯直機、切頭剪、切邊圓盤剪、碎邊剪、定尺飛剪、2# 11 輥矯直機、噴印機、堆垛機、運輸鏈、稱重儀、打捆機及其他輔助設(shè)備。電氣控制全部采用西門子PLC S7-400 和CUVC 傳動設(shè)備和技術(shù)，主傳動采用AC-DCAC變頻設(shè)備; 輔傳動采用AC-AC 變頻技術(shù); PLC 采用S7-400 加遠程ET200，PROFIBUS-DP 網(wǎng)絡(luò)通訊連接。
1. 2 存在問題
雖然橫切線是條熱軋后處理線，但是此生產(chǎn)線設(shè)備較多、規(guī)模較其他板帶處理線大，占地面積也相對較大，這樣網(wǎng)絡(luò)布線的路徑也相對較遠。從控制方式可以分為手動、半自動、自動3 種模式。從PLC 控制區(qū)域角度將其分為4 個區(qū)，分別為ENS ( 入口區(qū)) 、PLT ( 板材區(qū)) 、LV ( 矯直機區(qū)) 、LDV ( 傳動區(qū)) 。各個區(qū)域的PLC、ET200 站、傳感器由PROFIBUS網(wǎng)線連接，最后由工業(yè)以太網(wǎng)連接服務(wù)器。自2010 年8 月份開始，橫切機組因網(wǎng)絡(luò)原因造成停車故障頻發(fā)，經(jīng)過分析問題主要在以下幾方面:
(1) 原設(shè)計存在缺陷。電纜鋪設(shè)路基設(shè)計時采用電纜溝形式，造成設(shè)備多、電纜多、交叉更多，安排密集; 網(wǎng)線鋪設(shè)線路冗余，同一區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)線交錯太多，未做到網(wǎng)線的最短距離鋪設(shè)。
(2) 由于線路較長或其他因素干擾，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點會出現(xiàn)短暫的離線報警，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中斷故障，進而停機。
(3) 現(xiàn)場原設(shè)計網(wǎng)絡(luò)節(jié)點多。由于現(xiàn)場線性位移傳感器和編碼器多達70 余個，并且都以PROFIBUS類型串接在各區(qū)域網(wǎng)絡(luò)上，網(wǎng)線進出多達4000多米，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性就會大打折扣; 另外一些傳感器安裝在活動設(shè)備上，經(jīng)常發(fā)生移動，如此頻繁移動一旦PROFIBUS 傳感器插頭焊接處發(fā)生松動、接觸不良將造成成片的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障，事故網(wǎng)絡(luò)節(jié)點逐一排查非常困難; 對于分段共用電源的傳感器也會因局部問題導(dǎo)致故障擴大。經(jīng)過技術(shù)人員的分析，找到網(wǎng)絡(luò)故障的原因后，就開始著手采取措施進行解決。
2 改造措施
針對不同的網(wǎng)絡(luò)故障原因，在保證正常生產(chǎn)的前提下，分別從不同方面著手處理:
(1) 對于網(wǎng)絡(luò)線路設(shè)計的問題，利用檢修時間優(yōu)化線路，盡量縮短網(wǎng)線的距離。重新整理網(wǎng)線，避開其他線路電磁干擾。首先從電氣室開始， 單獨鋪設(shè)100 mm 電纜橋架作為網(wǎng)線路徑，網(wǎng)線進出傳動柜與動力線左右分離，柜內(nèi)盡量減少并行; 檢查室外所有網(wǎng)線鋪設(shè)情況，杜絕電纜的混放情況。
(2) 由于總體線路較長，在某段網(wǎng)絡(luò)線路上加裝放大器(REPETER)，避免因信號衰減造成的網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定。在OS1.1.2增加信號放大器。另外，對PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)插頭的連接情況進行檢查，做好長時間運行的網(wǎng)絡(luò)插頭的焊接松動檢查和屏蔽工作。
(3) 針對現(xiàn)場實際情況，在不影響生產(chǎn)的前提下，適當(dāng)降低網(wǎng)絡(luò)的波特率，達到穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的目的。PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)的波特率與傳輸距離成反比.
(4) 為杜絕此類PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)問題，針對現(xiàn)場線性位移傳感器和編碼器造成的大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點暫時丟失問題，決定采用SIEMENS SM338 模板+浙大精益( TEC) SSI 型磁致伸縮位移傳感器對其進行改造，即把橫切線上使用PROFIBUS 類型的線性位移傳感器和編碼器改為浙大精益( TEC) SSI 型磁致伸縮位移傳感器，這樣這些傳感器就可以直接與SIEMENSSM338 模板連接。再把這些SM338 模板組態(tài)到就近的幾個ET200 站內(nèi)，不但大大減少了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)長度，而且即使某個線性位移傳感器或編碼器出現(xiàn)故障，也不會影響到整個PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)的通斷。這樣就不會出現(xiàn)以前某個PROFIBUS 類型的線性位移傳感器或編碼器出現(xiàn)故障導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓的狀況，查找問題就非常直接明了，從而有力地保證生產(chǎn)的穩(wěn)定運行。具體方案如下:
①重新對橫切機組的線性位移傳感器和編碼器進行選型( SSI 型磁類型) ，經(jīng)多方比較最終確定采用浙大精益TEC 的磁致伸縮位移傳感器代替MTS 的PROFIBUS 線性位移傳感器。
②在現(xiàn)有ET200 站的基礎(chǔ)上，本著盡量少增加ET200 站或不增加的原則，重新對添加SM338 模板的ET200 站進行組態(tài)，增減SM338 模板，修改相關(guān)配置參數(shù)并重新下裝到PLC 里，并根據(jù)整體的ET200站的布局對線性位移傳感器或編碼器重新敷設(shè)雙絞雙屏的DJVPVRP(4×2×0.75) 電纜并接線.
③在軟件方面，對原來的程序和人機接口界面進行修改， 重新編寫SSI 類型傳感器接口程序( 根據(jù)線性位移傳感器的二進制或格雷碼的位數(shù)選型) ，修改人機接口程序的接口變量的引用.密封圈和液壓油之間為對流換熱，油溫升高時，密封圈的溫度隨之升高，呈線性規(guī)律，溫度比油液溫度高46 ℃。當(dāng)系統(tǒng)散熱條件不好時，液壓油溫升大，會使密封圈溫度過高。
5 結(jié)論
(1) 導(dǎo)致密封圈溫升的熱源有兩種: 摩擦生熱和機械滯后生熱，兩者都不可忽視;
(2) 摩擦生熱主要使密封圈與活塞桿接觸部分溫度升高，機械滯后生熱使密封圈中心部分溫度較高，其溫升明顯高于摩擦引起的溫升。兩種熱源作用下，密封圈有很高的溫度場;
(3) 對于相同橡膠材料，油壓、相對滑動速度以及油溫的增大，均使密封圈溫升明顯增加。因此工作中限制工作壓力和相對滑動速度以及較好的散熱條件，對降低密封圈溫升、提高密封性能和使用壽命有利。
(4) 文中建立的模型，為定量分析各類密封圈溫度場提供了研究基礎(chǔ)和方法。
