年产15万吨丁苯自动化立体库故障分析及改造优化

胡文文 曹 妤 王瑞涛 单世平

(中国石油兰州石化公司电仪事业部)

年产15万吨丁苯自动化立体库故障分析及改造优化

胡文文 曹 妤 王瑞涛 单世平

(中国石油兰州石化公司电仪事业部)

从年产15万吨丁苯自动化立体库设备机构和立体网络系统入手，进行统计故障和分析，通过理论剖析和试验验证确认故障原因，探讨研究出消除故障的优化方案，制定控制措施并应用于实际生产。

自动化立体库 故障统计 故障分析

中国石油兰州石化公司年产15万吨丁苯自动化立体仓库是目前石化行业储存产品最先进的设备之一。它由具有五千多个货位的货架系统、9台有轨巷道托盘堆垛机、3套入出库输送单元构成。堆垛机控制方式分为单机控制运行、联机控制运行和手动控制运行，控制系统由计算机和监控单元统一调配运行[1]。立体库自动化程度高，机电仪设备种类复杂，维护难度较大，其运行情况直接影响到丁苯橡胶前系统的生产。立体库是丁苯橡胶装置产品输送与储存的最后环节，一旦立体库的设备故障，将会导致丁苯橡胶前系统停车，对丁苯橡胶的高效生产带来不利影响[2]。近几年，由于立体库自身的设计缺陷在运行中会出现部分故障，日常的检修维护不能彻底根除此类故障。针对该问题，技术人员对部分设备缺陷进行优化改造，以降低设备运行故障率，确保了立体库设备的长周期运行。

1 设备概况

自动化立体库升降堆垛机属于双支撑梁结构，运动方向分为水平、垂直、左右3个方向。水平运行主动力在下部驱动单元，下部驱动单元主要包含主副运行导向轮、运行轨道、动力电机。垂直运行主动力在升降台单元，由升降电机、起升单元、过载保护单元及超速保护单元等构成。载货台单元主要由左右伸缩单元、货叉单元和驱动电机构成。自动化立体库是机电仪综合技术的整体结合，是国内较先进的自动化设备，它可以在小空间完成批量货物的存储工作，节省人力、节省空间。它按指定的数据地址自动将入库输送机上的货箱存放至相应的货格，完成物箱入库指令任务；同时也能自动或者手动从指定货架里取出相应的物箱将它运送到出库输送机上，完成物箱出库指令任务。丁苯自动化立体仓库的每台堆垛机都具备完整的机电仪控制系统[3]，以控制堆垛机正常工作，其机器总电源来自天轨侧面的滑触线。

2 故障分析

笔者对丁苯自动化立体仓库2015年6～12月的运行状况进行了统计,结果如图1所示。

图1 月故障次数统计曲线

对发生的这71次故障进行了种类统计，结果见表1。

表1 故障种类统计

由以上故障比重大小可以明显得知，立体库主要故障为：F0070总线故障、堆垛机供电不稳定、管理系统运行异常、输送小车定位不准确。

3 故障分析

F0070总线故障、堆垛机供电不稳定、管理系统运行异常和输送小车定位不准确这4项主要故障占总统计故障的76.2%[4]，消减以上4项故障就可以大幅减少立体库设备运行故障率，提高设备的运行周期，使后段生产线平稳运行，从而提高产品生产效率。根据以上故障特点，通过对相关资料的查阅，结合实践与理论分析，归纳出造成这4项故障的主要原因为：通信接头屏蔽不良、供电主线路故障、小车条形识别码老化和数据库管理系统缺陷。

通信接头屏蔽不良。通信接头是变频器与通信总线的连接元件，它的完好情况与屏蔽强度直接影响主控机对堆垛机所下达命令的准确性。本次现场调研主要是通过观察PLC卡件与通信线接触点SF、BF指示灯是否显示故障红灯。通过为期一周的观察统计，得出以下结论：红灯指的是故障灯，有信号干扰迹象；绿灯为正常运行灯。红绿灯交替闪烁证明总线通信不稳定。

供电主线路故障。堆垛机通过吊挂在巷道顶部的滑触线供电。滑触线有五芯，分别接至三相380V电网、零线和地线。整个巷道的滑触线只有两个接头。由于滑触线导轨过长，固定点不够且受环境的影响滑触线导轨挠度变大，致使堆垛机供电不稳定，断电现象明显，导致堆垛机停车。

小车条形识别码老化。在输送单元中，主要依靠小车条形识别码来定位输送小车的运行位置。由于条形码受气候温度和人为因素的影响，导致条形码破损和不清晰，致使小车无法找到信号所指示的输送位置，导致设备停车，影响设备的平稳运行，因此条形码老化是要因。

数据库管理系统缺陷。立体库系统主要是由数据库SQL Server9.0控制，设备每次运行完成后都会产生相对应的记录日志，但是数据库程序没有定期清除过期日志，导致电脑主机运行空间不足使系统运行异常。采用简单的清理垃圾文件的方式只能解决一时的问题，不久又会出现有效空间不足等故障，导致堆垛机系统无法接收指令进行正常的运行，而且系统存在组态丢失、计数器错误、不联网及系统死机等问题[5]。

4 优化改造实施

使用新型通信接头。连接处使用新型通信接头，对比以前的通信接头，它的屏蔽性能更强，拥有明显的故障指示灯，结构透亮，固定性能高，按标准进行接线即可。

加工并安装滑触线导轨固定卡扣，减小导轨挠度，增强送电平稳性。

塑封小车条形识别码。加工新的条形码并塑封，以此保护条形码完整性和清晰度，并及时清理更换。

优化数据库管理系统。原数据库程序中没有定期清除过期日志的执行语句，现编制程序语句加入，并不定时人为清理过期日志。

5 结束语

在原设计基础上对自动化立体库数据库、输送识别码、供电系统及总线通信接头等机电仪设备进行优化改造，不仅提高了自动化设备的长周期运行，而且减轻了生产线工作人员和检维修人员的工作强度、工作量，完善了自动化设备的技术应用，给企业带来了良好的经济效益。

[1] 陈爱萍,陈建良,童水光.计算机辅助工程在化工机械中的应用[J].化工机械,2005,32(6):340～345.

[2] 吴怀念,刘斌.自动化立体仓库在石油化工行业的应用[J].甘肃科技,2008,24(21):127～128.

[3] 刘斌,杨建庭.自动化立体仓库在石油化工产品仓储中的应用[J].中国设备工程,2008，(10):14～15.

[4] 郑全利.自动化立体仓库故障原因分析[J].设备管理与维修,2006,(1):46.

[5] 祁鑫,王文海.实时数据库系统并发控制机制综述[J].化工自动化及仪表,2006,33(1):47～50.

TH865

B

1000-3932(2017)07-0705-02

2017-01-06，

2017-02-20)

胡文文(1989-)，助理工程师，从事炼化行业自动化设备的维护检修、设备管理等工作，huwenwendy@petrochina.com.cn。