年產15萬噸丁苯自動化立體庫故障分析及改造優化

胡文文 曹 妤 王瑞濤 單世平

(中國石油蘭州石化公司電儀事業部)

年產15萬噸丁苯自動化立體庫故障分析及改造優化

胡文文 曹 妤 王瑞濤 單世平

(中國石油蘭州石化公司電儀事業部)

從年產15萬噸丁苯自動化立體庫設備機構和立體網絡系統入手，進行統計故障和分析，通過理論剖析和試驗驗證確認故障原因，探討研究出消除故障的優化方案，制定控制措施并應用于實際生產。

自動化立體庫 故障統計 故障分析

中國石油蘭州石化公司年產15萬噸丁苯自動化立體倉庫是目前石化行業儲存產品最先進的設備之一。它由具有五千多個貨位的貨架系統、9臺有軌巷道托盤堆垛機、3套入出庫輸送單元構成。堆垛機控制方式分為單機控制運行、聯機控制運行和手動控制運行，控制系統由計算機和監控單元統一調配運行[1]。立體庫自動化程度高，機電儀設備種類復雜，維護難度較大，其運行情況直接影響到丁苯橡膠前系統的生產。立體庫是丁苯橡膠裝置產品輸送與儲存的最后環節，一旦立體庫的設備故障，將會導致丁苯橡膠前系統停車，對丁苯橡膠的高效生產帶來不利影響[2]。近幾年，由于立體庫自身的設計缺陷在運行中會出現部分故障，日常的檢修維護不能徹底根除此類故障。針對該問題，技術人員對部分設備缺陷進行優化改造，以降低設備運行故障率，確保了立體庫設備的長周期運行。

1 設備概況

自動化立體庫升降堆垛機屬于雙支撐梁結構，運動方向分為水平、垂直、左右3個方向。水平運行主動力在下部驅動單元，下部驅動單元主要包含主副運行導向輪、運行軌道、動力電機。垂直運行主動力在升降臺單元，由升降電機、起升單元、過載保護單元及超速保護單元等構成。載貨臺單元主要由左右伸縮單元、貨叉單元和驅動電機構成。自動化立體庫是機電儀綜合技術的整體結合，是國內較先進的自動化設備，它可以在小空間完成批量貨物的存儲工作，節省人力、節省空間。它按指定的數據地址自動將入庫輸送機上的貨箱存放至相應的貨格，完成物箱入庫指令任務；同時也能自動或者手動從指定貨架里取出相應的物箱將它運送到出庫輸送機上，完成物箱出庫指令任務。丁苯自動化立體倉庫的每臺堆垛機都具備完整的機電儀控制系統[3]，以控制堆垛機正常工作，其機器總電源來自天軌側面的滑觸線。

2 故障分析

筆者對丁苯自動化立體倉庫2015年6～12月的運行狀況進行了統計,結果如圖1所示。

圖1 月故障次數統計曲線

對發生的這71次故障進行了種類統計，結果見表1。

表1 故障種類統計

由以上故障比重大小可以明顯得知，立體庫主要故障為：F0070總線故障、堆垛機供電不穩定、管理系統運行異常、輸送小車定位不準確。

3 故障分析

F0070總線故障、堆垛機供電不穩定、管理系統運行異常和輸送小車定位不準確這4項主要故障占總統計故障的76.2%[4]，消減以上4項故障就可以大幅減少立體庫設備運行故障率，提高設備的運行周期，使后段生產線平穩運行，從而提高產品生產效率。根據以上故障特點，通過對相關資料的查閱，結合實踐與理論分析，歸納出造成這4項故障的主要原因為：通信接頭屏蔽不良、供電主線路故障、小車條形識別碼老化和數據庫管理系統缺陷。

通信接頭屏蔽不良。通信接頭是變頻器與通信總線的連接元件，它的完好情況與屏蔽強度直接影響主控機對堆垛機所下達命令的準確性。本次現場調研主要是通過觀察PLC卡件與通信線接觸點SF、BF指示燈是否顯示故障紅燈。通過為期一周的觀察統計，得出以下結論：紅燈指的是故障燈，有信號干擾跡象；綠燈為正常運行燈。紅綠燈交替閃爍證明總線通信不穩定。

供電主線路故障。堆垛機通過吊掛在巷道頂部的滑觸線供電。滑觸線有五芯，分別接至三相380V電網、零線和地線。整個巷道的滑觸線只有兩個接頭。由于滑觸線導軌過長，固定點不夠且受環境的影響滑觸線導軌撓度變大，致使堆垛機供電不穩定，斷電現象明顯，導致堆垛機停車。

小車條形識別碼老化。在輸送單元中，主要依靠小車條形識別碼來定位輸送小車的運行位置。由于條形碼受氣候溫度和人為因素的影響，導致條形碼破損和不清晰，致使小車無法找到信號所指示的輸送位置，導致設備停車，影響設備的平穩運行，因此條形碼老化是要因。

數據庫管理系統缺陷。立體庫系統主要是由數據庫SQL Server9.0控制，設備每次運行完成后都會產生相對應的記錄日志，但是數據庫程序沒有定期清除過期日志，導致電腦主機運行空間不足使系統運行異常。采用簡單的清理垃圾文件的方式只能解決一時的問題，不久又會出現有效空間不足等故障，導致堆垛機系統無法接收指令進行正常的運行，而且系統存在組態丟失、計數器錯誤、不聯網及系統死機等問題[5]。

4 優化改造實施

使用新型通信接頭。連接處使用新型通信接頭，對比以前的通信接頭，它的屏蔽性能更強，擁有明顯的故障指示燈，結構透亮，固定性能高，按標準進行接線即可。

加工并安裝滑觸線導軌固定卡扣，減小導軌撓度，增強送電平穩性。

塑封小車條形識別碼。加工新的條形碼并塑封，以此保護條形碼完整性和清晰度，并及時清理更換。

優化數據庫管理系統。原數據庫程序中沒有定期清除過期日志的執行語句，現編制程序語句加入，并不定時人為清理過期日志。

5 結束語

在原設計基礎上對自動化立體庫數據庫、輸送識別碼、供電系統及總線通信接頭等機電儀設備進行優化改造，不僅提高了自動化設備的長周期運行，而且減輕了生產線工作人員和檢維修人員的工作強度、工作量，完善了自動化設備的技術應用，給企業帶來了良好的經濟效益。

[1] 陳愛萍,陳建良,童水光.計算機輔助工程在化工機械中的應用[J].化工機械,2005,32(6):340～345.

[2] 吳懷念,劉斌.自動化立體倉庫在石油化工行業的應用[J].甘肅科技,2008,24(21):127～128.

[3] 劉斌,楊建庭.自動化立體倉庫在石油化工產品倉儲中的應用[J].中國設備工程,2008，(10):14～15.

[4] 鄭全利.自動化立體倉庫故障原因分析[J].設備管理與維修,2006,(1):46.

[5] 祁鑫,王文海.實時數據庫系統并發控制機制綜述[J].化工自動化及儀表,2006,33(1):47～50.

TH865

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1000-3932(2017)07-0705-02

2017-01-06，

2017-02-20)

胡文文(1989-)，助理工程師，從事煉化行業自動化設備的維護檢修、設備管理等工作，huwenwendy@petrochina.com.cn。