机电设备的安装关键技术分析

李志敏

摘 要：机电设备是企业生产经营的基础和保障，其安装质量与精度对于企业生产具有极大的影响。本文就以电石炉为例，来针对机电设备的常见安装故障进行有效分析，并在此基础上指出机电设备安装故障的原因，然后进一步总结出机电设备的安装关键技术，为日后的机电设备安装提供简单参考。

关键词：机电设备；安装；关键技术

1 电石炉的基本结构及工作原理

电石炉是一种利用电弧发热来进行加热的装置，它是生产电石的核心設备。在冶炼过程中，电石炉通过石墨电极与炉料之间电弧产生的热量，对炉料进行加热和熔化。石墨电极与炉料之间的电弧，是通过向三根电极通以三相交流电来产生的，实质就是借助控制三相电极电流、电压等参数，实现电石炉炉温控制。在冶炼电石时，电石炉处于不断的起弧、灭弧状态，耗电量非常大，功率因数也很低，导致电能损耗极大，并且也易对电网带来很大冲击。此外，由于电极中的电流还存在快速、不规则变化的无功功率和高次谐波，也同时会引起电压、电流冲激现象，进而引发供电电压、电流波形畸变，进一步增加了线损和用电设备的损耗，从而影响电能质量和电网稳定性。

2 常见安装故障

2.1 系统性故障

在安装过程中，机电设备故障通常可分为两种，即系统性故障与随机性故障。前者属于不可避免的故障且不可逆，不过具有一定的规律性可循。比如，如果电网电压出现异常，系统也会相应地出现失压欠压现象。后者又被称为“软故障”，就是指机床工作中，因为设备或人为因素，偶尔才会出现的故障，重复性小，也难以诊断。

2.2 破坏性故障

简单来说，我们所说的破坏性故障，主要就是由人为操作不当导致，此类故障危害性极大，不但会对机床造成损坏，也会对操作者带来很大的人身安全威胁。如果发生破坏性故障，需要立即停止设备运转，并由专业维修人员进行维修。机床中出现的故障大多都是非破坏性故障，解决的办法也很简单，通常只需要进行“清零”操作就可以。

3 控制系统的硬件集成方案

3.1 控制系统的总体配置方案

根据电石炉生产工艺特点及工作环境条件，可以看出，电石炉工作的现场条件一般都非常恶劣，不仅温度高，而且灰尘多，电磁干扰严重，为了提高设备的工作性能和使用寿命，必须要加强控制设备的可靠性研究和设计。在控制系统设计上，一方面要采取防尘、屏蔽等措施，另一方面还要提升控制系统的性能和可靠性。国内外目前一般都选用DCS系统或PLC系统作为控制系统。其特点是调节回路比较少，但是，检测参数却相对较多；模拟量比较少，开关量相对较多。通过研究冶金行业类似的电弧炉的性价比及应用情况，在该类型的控制系统硬件设计上，主要是利用了可编程控制器和上位计算机构成PIC+PLC控制系统。这种系统具有较高的可靠性以及较强的抗干扰性，非常适用于电石炉机电设备控制。为了保证上位计算机的良好的性能，一般都是选用工业控制级计算机，以此来对生产过程参数进行实时监督、显示和存储。可编程控制器和上位计算机通过RS-485串口通信。采用TsEP7编程软件来对PLC控制程序进行编程，以组态软件WniCC开发工具来设计上位监控部分。

3.2 硬件系统的选配与设计

（1）PLC的中央处理器CPU315-ZDP（新型）

PLC的核心是CPU3SI-ZDP，一般来说，其存储器（RAM）容量为128K字节，如果选择不同的微存储器卡（MMC），就能够获得不同的装载容量。实践表明，位操作最小执行时间一般为0.lus，而浮点数加法最小执行时间一般为u6s，由此可以判断，其在二进制和浮点数运算方面的处理性能比较优良；最大可扩充1024点开关量IO/通道或256路模拟量1/0通道，通常适用于中等规模1/0配置。

（2）接口模块对IM360和IM361

如果PLC系统的规模比较大，仅仅利用一个机架，则无法容纳所有的模块，为解决这一问题，需要增添扩展机架。主机架和扩展机架之间的连接，是通过接口模块IM360和IM361来实现的。通过总线连接器，各个机架的接口模块连接到I/0模块上。通常57-300的0号主机架上安装IM360；57-300的l号到3号的机架上安装IM36、接口模块；系统信息数据的传递，分别从IM36O经连接线368传输到IM361，然后，再传输到下个机架上的IM361上，依次传输。为了保证各IM361的正常工作，均需要设置一个外部24V电源，通常是选用PS307模块电源。

（3）16路开关量输入模块SM321DIX16DC24V或AC120V

现场开关触点的状态，通过开关量输入模块SM321，进行光电隔离或继电器的转化，将外部开关信号转化为内部S7-300信号电平，经过处理之后，再将其送至输入缓冲器来等待CPU采样。CPU采样的时候，信号将通过背板总线进入到输入映像区。

（4）8路开关量输出模块SM322DOSXREL 230ACV/5A

开关量输出模块主要功能是转化57-300的内部信号电平，将其变为控制过程所需的外部信号电平。根据负载回路使用的电源来划分，开关量输出模块可分为直流输出模块（晶体管）、交流输出模块（可控硅）和交直流（继电器）两用输出模块等。每种模块都具有自己的特点与功能。SM322DO8X230REL属于继电器输出方式的模块，在正常工作状态下，直流或者交流负载都可以直接驱动，该模块8个输出点分成8组接地，最大负载电流SA，具有短路保护功能，安全隔离效果非常好，而且应用非常灵活，具有较强的实用性，可适用于连接电磁阀、接触器、小功率电机和电机启动器等。

4 结语

总而言之，机电设备是企业生产经营平稳、有序进行的基础和保障，只有有效确保机电设备的安装质量和精度，才能促进企业生产实现可持续发展。因此，我们必须要做好机电设备的验收调试，完善机电设备的基础验收，确保机电设备的安装精度，强化机电设备的安置管理，从根本上来保证机电设备安装质量。

参考文献

[1]于燕滨.煤炭企业变电站机电设备的安装技术分析[J].硅谷，2014，（8）：185-186.

[2]李维国.超高层建筑机电设备的安装新技术分析[J].山西建筑，2014，（24）：108-109.