钢厂电气设备自动化调试技术运用探讨

河钢集团宣化钢公司焦化厂 张 强

在环境保护背景下，越来越多的钢厂开始广泛推行电炉炼钢。现代化钢厂内部电气自动化水平显著提升，通过联合生产也达到技术创新的效果，实现了钢材生产信息化、数字化与自动化的目的。钢厂中核心电气设备为电炉，其中包含若干个单元设备，整体结构比较复杂。所以针对这一类复杂的电气设备全方位普及自动化调试技术，有利于提升钢厂生产效率与操作安全。

1 钢厂电气设备与自动化调试介绍

电气设备存在隐蔽性、多样性特点。一方面，现阶段钢厂电气设备运行是以电作为基本动能，所以用电量也会相对相应提升。电能具有隐蔽性，电气设备在运行过程中如发生电气故障也无法快速确定故障位置，集成电路隐藏在电气设备内部，须通过专业设备检测方能发现，这也增加了钢厂电气设备故障检修难度；另一方面，因钢厂涉及大量电气设备且设备结构相对复杂，一旦发生故障并不能保证所有设备故障相同。例如电缆、综合保护器等电子元件故障的排查范围较大，电子元件逐一排查工作量增加。此外电气设备一旦发生故障，通常具有突发性，导致钢厂生产效率直接受到影响。

针对电气设备进行自动化调试，首先，在调试范围方面，当电气设备处于运行状态，按照规定调试流程可保证设备正常运转，管理人员应熟知调试流程。电气设备调试范围较广泛，例如控制器、综合保护器、变频器。确定调试范围后有利于提升自动化调试效率，充分发挥电气设备自动化调试技术的作用，快速恢复设备运转。

其次，针对自动化调试技术的应用需搭建对应的调试模式，尤其要对电气设备原材料、机械设备采购环节要给予重视。根据国家质量检验标准采购符合要求的设备在钢厂生产中应用，明确安全生产重要性，尽可能规避电气设备事故，创造自动化调试有利条件[1]。为规避电气设备故障，当电气系统处在运行状态时需操作计算机系统实施调试，通过可视化监控了解电气系统运行现状。电气调试系统内部的主调试器主要原件为PLC调试系统，负责各项数据的采集、整理，利用驱动电路为执行部门反馈处理结果，确保电气设备能稳定运转。

最后，钢厂中所有电气设备进行自动化调试，应根据现有功能要求、技术要求实施作业，保证调试设计原则实用性、功能性。换言之，电气设备自动化调试采集到的数据需在系统中自动化分析与处理，利用特定程序加工计算，明确当前电气设备运行状态，分析设备是否存在故障，这是应用自动化调试技术的关键点[2]。

2 钢厂电气设备自动化调试技术需解决问题

技术与设备自主研发限制。钢厂内部的电气设备为实现自动化调试目标均开始自主研发，且自研设备在应用过程中也获得了理想效果，有效规避电气设备运行故障。但个别技术设备在研发阶段受限，导致资源严重浪费。此外自主研发电气设备在材料选择方面无法满足质量标准，致使设备使用期限缩短，钢厂企业投入大量费用进行设备的维修与养护。

自动化调试技术实践影响因素。现阶段钢厂中电气设备已基本进入到自动化调试阶段，实际上自主研发结果转化与推广还有很大进步空间，致使自动化调试技术和钢厂电气设备应用无法紧密衔接[3]。电气设备运行过程中更多会选择国外引进设备，所以我国自主研发生产适合钢厂的调试设备也面临一些影响因素，需加强设备与钢厂冶金生产的适应性。

技术网络与互联网升级。在大数据时代下钢厂电气设备也需加强信息化建设，应用自动化调试技术需充分结合计算机网络及互联网知识，掌握调试仪器仪表、电气设备调试管理等诸多技能。但在技术网络、互联网升级方面依然面临问题，如钢厂生产接口缺乏规范性导致编程接口适用性不强，无法在其他公司生产设备中运用，这也体现出技术网络和互联网升级的重要性[4]。全面实现钢厂自动化调试的互联网覆盖，凭借计算机技术网络功能在钢厂企业生产管理中运用，不仅可优化自动化调试技术效果，也有利于带动电气设备自动化调试技术升级。

3 钢厂电气设备自动化调试技术的应用建议

3.1 做好电气设备调试前期准备工作

为保证钢厂内部所有电气设备的调试效果，后期设备能够正常运行，要在前期准备阶段检验电气设备的调试技术，根据试验结果优化改进，保证最终能够符合调试规范。开始试验前期了解电气测量所有项目，组织电气设备电阻、绝缘电阻吸收比测量，按照测量电容比结果观察测量变比，为后期电气设备自动化调试技术的应用打好基础。

3.2 电气设备调试阶段注意观察与测试

进行电气设备自动化调试必须组织试验，其中包括三项直流电阻试验、高压耐压试验、绝缘电阻试验和绕组极性测试。三相直流电阻的测量须挑选专业度有保证的直流电桥，当电流经过操作台后便要将变压器电压进行调整，通过输入电源的方式达到升压效果[5]。随后连接变压器，通过放电保护高压侧，保证另外一侧接地处理效果。放电保护器运行须结合实际情况调整放点间隙，使保护电压值超过试验电压值。将调试电源切断后，操作台上方调压器归零。高压电流表和水电组等连接后组织试验检查，检查重点是接地联系情况，确保接地的安全性后便可实施后续操作。

试验过程中电压呈现缓慢上升趋势，根据要求期限电流表指针不能发生闪动，结束定时后电压要保证匀速下降，同时将电源切断，泄漏电流处在规定范围。这一阶段还需注意，无论是开始试验前还是结束后，须及时测量绝缘电阻，确保组织负荷规范性，通过高压耐压方法对综合保护器、高压变频器进行检测，调整自动化调试技术参数，使电气设备能够稳定运行。

3.3 不同部位的调试

仪表调试。电气设备安装环节如果受到外部环境影响，会导致自动化仪表中一些细小零部件遗失或破损，直接阻碍后期自动化仪表稳定运行。所以应做好温度调试工作，明确外部环境因素，通常是以热电毫伏、热电阻阻值比较常见[6]。调整温度后零部件会在其影响下发生变化，需同时更换全新的温度部件，由工作人员观察自动化仪表中流量表、压力表。实施自动化仪表调试的人员须具备设备检修、维护等技能，确保自动化仪表调试后能稳定运行。开始仪表调试前要深入工作现场了解周围环境，避免仪表调试环节因环境因素导致失误。平面设计图、设计材料也是仪表调试的重点内容，可加强测量值精准性，为自动化调试技术选择提供参考依据，规避自动化仪表在运行期间的安全隐患。

联校调试。联校调试过程中，钢厂内部的电气设备、自动化仪表连接后要输入信号，明确待安装自动化仪表所在位置，若系统信号已超出限定范畴，警报系统便会发出预警信息，自动化仪表回路的调试工作人员要对仪表内部绝缘、校线处理情况实施检查，保证接线准确性[7]。完成回路调试工作，务必要保证零位精准性。自动化仪表系统内部如发现误差也要按照规范要求进行调整，并详细记录调试行为与过程。工作人员深入检测自动化仪表系统，杜绝不规范的操作行为，结束自动化仪表调试后便可实施安装，加强材料使用规范性。

气动阀门调试。电气设备自动化调试包括气动阀门调试，组织调试过程中要总结问题，根据之前操作经验检查气源球阀，确保气源球阀规范性。通过气源压力内部情况的检测，开始气动切断阀门的调试，保证其处在自动运行状态下[8]。若在调试期间发现阀门系统故障便可全方位组织检查，以免对阀门常规运转造成阻碍。

4 电气设备自动化调试故障解决方法

钢厂中所使用的电气设备如发生故障，与前期安装有直接联系。所以电气设备安装重点管控便可规避故障，特别是设备电缆走向与电缆排布，有利于保证所有元件连接的稳定性。组织电气设备自动化调试，应严格按照设备说明与规定进行电缆布置，一方面要为后期设备维修提供便利，另一方面也要加强各个元件连接的牢固性[9]。电气设备器件安装检测若发生与设备匹配度差问题会导致无法正常运转，比如在电气设备运行期间有时会出现电焊线焊点不牢固问题，从而导致设备终止运行，尽管该问题并不会带来严重后果且问题的解决也较容易，但后期排查难度较大，变频器电缆屏蔽层安装与要求不符，导致设备在运行时出现漏电现象，接触设备表面也会产生触电感，料仓与悬挂杆之间的连接有电弧生成。结合电气设备自动化调试的经验，要将屏蔽层拆除并重新安装，但这一流程耗时较长，整体工作量较大。针对电气设备的安装须精准控制才能减小故障发生概率[10]。

开始安装前详细阅读说明，调整设备安装方案、绘制图纸，一旦遇到问题可及时联系供货厂商。结束安装工作后要安排技术人员负责维修与检查，确保运行前能将所有问题解决。电气设备自动化调试未开始时，要检查合格证书、供货厂商等基础数据，满足国家质量检验标准后方可实施调试，尤其要关注电气设备调试的安全性，这是自动化调试技术应用的重要前提。设备自动化调试须在运行状态下展开，通过可视化监控及时发现设备安装的问题，很多电气设备调试系统包括PLC调试单元、端子板等，所以调试系统也被划分成主调试系统、调速调试系统[10]。其中主调试系统需采集、整理需要的数据信息，利用驱动电路将所有执行部门发出的指令采集后及时反馈，确保电气设备稳定运行。

开始调试电气设备后，将钢厂企业设备调试外包给专业单位，这是保证自动化调试质量的有效举措。前期招标阶段完善自动化设备调试招标制度，确保最终的投标单位能满足钢厂要求。选定中标单位后由中标单位缴纳保证金，结束电气设备调试后根据调试结果组织核算，确保中标单位能保质保量完成电气设备调试工作。期间在调试工作中先实施静态测试，明确电气设备故障再逐一将其排除。完成设备调试后注意不能立即通电检测，以免问题原件被忽略，致使通电后发生故障。通电与静态调试须灵活切换方可快速找到电气设备故障位置。

结合钢厂电气设备自动调试实践经验，总结自动化调试技术的两个注意要点：首先需根据电气设备功能要求选择技术，其次需利用自动化调试技术提升电气设备运行效率。优化电气设备调试过程，快速采集有效的数据，利用大数据技术整合分析运算后直观了解电气设备运行现状，并分析故障根本原因。因为钢厂车间作业环境温湿度高，会产生嘈杂的噪音，难免会影响到电气设备使用期限[11]。一旦发生故障，受周围环境影响可能无法快速清晰地了解设备运转情况。处在高温作业环境下，安装电气设备时尽可能将布线位置远离高温区域，若无法避免建议做好电缆保护工作，通过增加保护层的方式避免高温导致电缆破损。作业环境温湿度高还有可能会加速电气设备氧化，缩短使用期限，甚至会因氧化导致连电。所以钢厂所有电气设备须定期检修，通过提前防护消除安全隐患。

综上，电气设备自动化调试技术在实际应用过程中，需立足于前期准备、调试过程检测、后期设备维护三个阶段，改善设备调试计划，及时发现电气设备故障，定期组织检修与维护，提升钢厂电气设备运行质量与效率。此外，发挥自动化调试技术作用也可实现钢厂调试工作创新，使信息化、数字化建设更加深入的落实，保证能够在规定时间内完成所有生产工作。