淺談汽車涂裝綜合節能技術及應用

鄒洋，王宇翔，褚人杰

淺談汽車涂裝綜合節能技術及應用

鄒洋，王宇翔，褚人杰

（江西五十鈴汽車有限公司，江西 南昌 330100）

闡述了變頻節能的特性和改造施工的要求，并詳細介紹江西五十鈴大功率風機水泵從軟啟動控制改造為變頻啟動控制上的實際應用情況，為汽車涂裝線節能改造、設備維護、自控技術應用提供相關參考信息。

水泵；空調送排風；變頻；節能；羅克韋爾自控技術

引言

為適應工業產品的高質量、低成本的要求，適應建設環境友好型、節能型社會的時代要求，汽車涂裝需要從高耗能的工藝設備入手，而眾多建造的涂裝廠在投資預算、功能性、現代化程度、生產成本等方面都多多少少地存在不足之處，所以需要在投產以后不斷地進行改造和完善，以達到最適用本廠生產管理以及節能的目的。

電泳線、噴漆室都屬于涂裝高耗能區域。

（1）電泳線工位多，水槽多，需要大量的水泵循環，其中電泳兩臺主循環水泵和兩臺電泳換熱循環泵均需全年365天24小時不間斷運行以保障槽內涂料均一，防止顏料的沉淀，保證油漆溫度的穩定，除去擴散的電解氣泡，保證油漆質量，需要改造的兩臺電泳主循環泵功率均為37KW，單位小時的耗電量約為27KW·h，兩臺電泳換熱循環泵的功率均為45KW，單位小時的耗電量約為30KW·h，合計約114KW·h。

（2）中面涂采用水性3C1B油漆體系，要求中面涂噴漆室常年保持24±1℃的溫度和72±2的濕度和大于0.5m/s的正向風速，所以噴漆室上層需要空調設備，并配備冷熱水管、加濕水泵、燃燒機輔助調節溫濕度。通過噴漆室上層的送風機組和下層的排風機組配合來調節風速，并保證風平衡。超過標準的風速將會消耗過多的熱量，增加了燃氣和電量的消耗。

中涂1空調送風機的功率為132KW，中涂2空調的送風機功率為75KW，擦凈排風機的功率為45KW，中涂兩臺排風機功率分別為110KW和75KW，色漆空調兩臺送風機功率均為110KW，兩臺排風機的功率分別為160KW和90KW，清漆空調兩臺送風機功率均為110KW，兩臺排風機的功率均為110KW，送排風機單位小時的耗電量合計約920KW·h。年耗電量約為2530000度電。

1 節能改造思路

（1）電泳主循環泵和電泳換熱循環泵雖然需要24小時工作，但是生產期間與非生產期間工藝要求的油漆循環量是不同的。非生產期間只需保證涂料不沉淀即可。原運行模式是生產期間和非生產期間24小時均采用最大循環量（一小時4次），能耗高且設備負荷大，經多方討論及咨詢，非生產期間循環量只需為一小時2次即可滿足工藝要求。

（2）噴漆室分為自動站和手工站，自動站風速要求不小于0.3m/s，手工站風速要求不小于0.5m/s，而原自動站和手工站的風速均為0.5m/s。如果可以將噴漆室手工站和自動站的風速進行分區管理，降低自動站的風速，既可降低送排風機的運行頻率，減少電量的消耗，又可以降低對熱量、濕度的消耗，減少夏季冷水循環量，冬季燃燒機對燃氣的消耗。

2 節能方案的實施

（1）電泳循環泵采用變頻器控制，替換原有的軟啟動控制。首先需要選型與對應水泵功率相當的變頻器，電路重新布線，添加網絡控制設備，修改變頻器參數及程序控制程序。

（2）噴漆室原有風速為0.5m/s，而自動段風速要求0.3m/s，通過降低自動段區域風量使風機總風量下降達到節能目的。同樣需將排風機的軟啟動控制改造為變頻器控制方式，再通過調整送風頻率及風閥使自動段風量降低，設置排風機頻率調整最終風壓。

（3）因現場使用羅克韋爾公司的PLC系統，為保證產品的一致性，所以變頻器的選型品牌也均為AB的，再根據風機大小選型恰好合適的變頻器和電抗器：

表1 變頻器選型表

1）將軟啟動更換為755變頻器，R、S、T為三相線進線端，U、V、W為三相線出線端。

2）增加一根網線接口接入8口交換機中。

3）同理，其他排風機做同樣改造。

2.3 兩組圍生兒結局對比 觀察組圍生兒的胎兒窘迫、新生兒感染、新生兒黃疸與低出生體質量兒等發生率明顯高于對照組(P<0.05)。見表3。

4）報警、聯鎖系統的完善。

增加變頻器故障報警的可視化界面，檢查完善送風機與排風機，排風機與循環水槽，循環水槽與送風機環環相扣的互鎖關系，保證整個設備系統的功能性和完整性，同理建立電泳水泵、液位溫度、擺桿鏈輸送三者的聯鎖保護機制。

3 改造技術難點

（1）電控改造，新增電控柜，將原有的軟啟動控制電路改為變頻器控制電路，由于接法不同，軟啟動上端進線，下端出線，而變頻器進線和出線均在下方，所以可以保留出線電纜，重新從柜子后方開孔走進線電纜，并增加接地電纜。另外，控制電路部分需要加裝交換機和網線等組件。

圖1 變頻器改造實物圖

（2）匹配變頻器，運用羅克韋爾的BOOTP-DHCP Server軟件，賦予新裝變頻器一個新的IP地址，要求與聯網區域的現有IP地址不沖突，之后上線連接PLC，搜索新添加的變頻器，匹配最新的版本序號，確保顯示連接上線，逐個修改變頻器的基本參數，要求與電機的參數保持一致，否則將無法啟動。

修改變頻器參數有三種方法：

方法一：利用啟動向導，按步驟完成參數的設置。

方法三：利用已經安裝成功的變頻器參數，可備份下載到同一型號的變頻器中，縮短參數修改的時間。

（3）重新修改程序，運用的是羅克韋爾的RSLogix 5000軟件，版本號20.01，刪除原有的軟啟動控制程序，在主程序上添加新增的變頻器主要指標代碼，并通過標簽的對應關系作為程序語言中的條件，從輸入條件到輸出結果的過程層層推演，保證程序邏輯的嚴謹有效，最后通過試機調整電機加減速時間、轉向等參數，設置頻率可調節的操作界面，并開機驗證。

圖2 PLC程序編輯

4 節能成果展示及未來規劃

（1）節能統計

電泳4臺循環泵1小時共節能69度，全年生產日251天（單日節能13小時），非生產日114天（單日節能24小時），一年節能331144.8元。

表2 電泳循環水泵節能效果一覽

噴漆室送排風機1小時共節能177度，2018年生產平均每日工作11h，一年節能390957.6元。

表3 噴房送排風機節能效果一覽

面漆噴漆室送排風量都減少后，冬季燃燒機的耗氣量也將相應的下降，改造前單月燃氣用量44299.63m3，改造后為35439.70 m3，一年可節省燃氣費用（44299.63-35439.7）*2.928元/ m3*5個月=129709.4元。

綜上，一年可節省能源成本1121811.8元。

（2）未來，如果手工站將來全部用機器人噴涂替代，整個噴漆室還可以進行循環風改造，即外表面噴涂站的排風管接入到內表面噴涂站的送風管中，如此可進一步降低噴漆室風量和風速的要求。

5 結束語

通過本次對廠內大功率設備的變頻改造，為生產車間單臺能耗成本下降提供有力幫助，年均至少可節省電費70萬元，燃氣費12萬元，改造方案已在江鈴集團及其他同類的項目改造中推廣使用。

變頻改造技術在國內發展已經日益成熟，在廠內設備選型配套的情況下，變頻改造將成為工廠改善最普遍的實施方案，而對羅克韋爾自動化技術的運用也將通過改造項目的實施得到提升。

[1] 王錫春.涂裝車間設計手冊.北京:化學工業出版社,2008.

[2] 鄧春.PAC編程基本教程.北京:機修工業出版社.2011.10.

[3] Logix5000?控制器過程控制與驅動指令集.羅克韋爾自動化公司資料.2007.

Discussion on comprehensive energy saving technology and application of painting

Zou Yang, Wang Yuxiang, Chu Renjie

( Jiangxi Isuzu Motor Company Ltd., Jiangxi Nanchang 330100 )

This paper expounds the characteristics of energy saving by frequency conversion and the requirements of reconstruction and construction, and introduces in detail the practical application of the transformation of high-power fan and pump from soft start control to frequency conversion start control in Jiangxi -Isuzu, which provides relevant reference information for energy saving transformation, equipment maintenance and application of automatic control technology in automobile painting line.

water pump;Air conditioning supply and exhaust; frequency conversion;energy conservation; Rockwell Autocontrol Technology

U455

A

1671-7988(2019)13-204-03

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鄒洋，就職于江西五十鈴汽車有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.13.068