减少电机编码器信号干扰问题

减少电机编码器信号干扰问题安装分公司自动化QC小组主讲人：沈晓猛二○○七年四月1.工程概况上海十三冶建设有限公司承建了宝钢宽厚板新建2#、3#热处理线工程。本项目为宝钢分公司厚板厂一期工程预留的2条连续热处理线的扩建工程。2条连续热处理线分别为No.2、No.3连续热处理线，建成后热处理产量将达到37.07万吨/年。两条热处理线共有热处理炉2个，热处理冷床4个。热处理炉的电机和编码器为进口成套设备，由外方负责调试工作。热处理冷床的电机和编码器为国内配套设备。由上海十三冶建设有限公司设备安装分公司自动化处负责调试工作。热处理冷床区域的电机和编码器采用佳木斯电机厂出产的变频电机和德国TURCK公司出产的增量型编码器配套使用。2.小组概况小组名称设备安装分公司自动化QC小组成立时间2006.8.1课题名称减少电机编码器信号干扰小组类型现场型组长沈晓猛活动日期2006.8-2006.11课题注册2006.8.10小组成员5人注册编号QC－AZ2006-05

活动周期2次/周受TQC教育时间平均60小时以上小组成员序号姓名性别年龄文化程度技术职称组内职务TQC学习时间1沈晓猛男25专科工程师组长60小时2王勇男26本科工程师副组长60小时3李佳男26本科工程师组员60小时4董小魏男27本科工程师组员60小时5朱萍女38专科工程师组员60小时小组活动计划序号日期完成内容12006.8.2-2006.8.8选题22006.8.15-2006.9.5调查分析并确定对策32006.9.6-2006.10.15根据对策进行实施42006.10.16-2006.11.30对实施效果进行检查3.选题理由业主要求业主要求冷床区域要比热处理炉提前两个月热负荷试车。公司要求由于在前期设备安装的过程中出现了较多的问题，导致延误了调试工作开始的时间，公司要求我们提前做好调试工作的各项准备，对可能影响调试工作的问题要提前准备好对策和预案。目前现状冷床区是整个热处理扩建工程的收尾部分，如果冷床不能及时具备热负荷试车条件，将不能保证顺利的接收热处理炉生产出的钢板，将直接影响热处理炉的热负荷试车时间，影响工期。而冷床最主要的电气设备就是电机，在以往电机单体试车过程中发生问题最多、最普遍的是编码器的信号干扰问题，如果不能及时解决这个问题便会严重影响冷床的后续试车任务，延误工期。选定课题减少编码器在单体试车过程中的干扰问题。4.现状调查编码器是变频传动系统的重要组成部分，它的反馈信号将直接影响传动系统能否正常工作，而传动是整个工厂自动化系统的心脏，如果传动发生故障那么整个的生产线将瘫痪，给正常的生产活动带来不可估量的损失。在我处近年的施工过程中，由于编码器信号干扰导致影响调试进程的事件屡次发生。其中，影响比较大的例子是我公司承建的杭州钢铁集团80万吨棒材工程。该工程共有变频电机166台，而编码器正常、稳定的只有110台，因为多种原因导致其余56台编码器受干扰，信号的稳定、正常率为66.3%。其中影响最大的编码器屏蔽层接地问题，它主要由于接地系统干扰和接线人员不规范导致电缆损坏而引起。本小组针对编码器信号干扰情况进行调查，调查结果见下表：序号影响因素频数（次）累计频数（次）累计百比（%）1电缆层屏蔽层接地问题454580.42接线错误55089.23不同电压等级电缆混放35394.64电缆损坏25598.2合计5656100根据检查表所得的数据进行统计，并作排列图分析。编码器干扰信号检查表工程杭钢集团80万吨棒材工程电机数量166台编码器干扰电机数56台名称电机编码器信号干扰电机编码器信号干扰电机编码器信号干扰编号是否正常类型编号是否正常类型编号是否正常类型AHO2否1BH59否1CH80否1AHO3否3BH62否1AH77否1AHO4否1AH46否3AH78否1AHO5否1AH47否1AH79否4BH23否1CH73否1CH84否1CH56否2AH51否1BH79否1AH06否1AH52否1AH84否2AH08否1AH53否4CH88否1AH15否3CH75否1AH86否1BH28否1AH55否1AH87否1BH31否1BH67否1BH80否1BH47否1AH57否1CH89否1CH61否1AH58否1

CH65否1BH71否2

AH22否2CH79否1

BH53否1AH64否1

BH55否1AH65否1

AH35否1AH66否1

AH39否1AH67否1

CH69否1BH72否5

AH43否1AH73否1

CH71否1BH75否2

排列图05650545频数532180.4%89.2%94.6%98.2%100%电缆屏蔽层接地问题接线错误不同等级电缆混放电缆损坏其

它制表人：李佳制表日期：2006年8月30日25N=56累计百分比％66.3%结论：从排列图中看，电缆屏蔽层接地问题对编码器的信号干扰影响很大。5.小组目标本次活动的目标：经排列分析可以看出，编码器的信号干扰问题主要是由于电缆屏蔽层的接地问题和我们在施工过程中的不规范而引起的，是可以通过纠正和整改解决的。所以本小组的目标是将本工程冷床区域电机编码器的信号稳定准确率由66.3%提高到95%。95%PACD134568266.3%7

5.1目标设定的依据

5.1.1必要性公司决心响应业主的要求：热处理冷床要比热处理炉提前两个月热试。电机编码器的信号稳定准确率达到95%是工作的必须。

5.1.2可行性

5.1.2.1小组人员都是多年现场调试工作经验，技术力量雄厚，有很强的发现、解决问题的能力。

5.1.2.2小组人员已经提前熟悉现场，找出施工中存在的问题，及早解决。6.原因分析接线员质量意识差质量意识查监督制度少接线人员技术水平低工作时间长人手不够检查员把关不严怕得罪人接线使用非专业工具工具管理监督不够控制电缆缺屏蔽层控制电缆与动力电缆混用现场干扰大多种接地混用无专用接地点接线方法不正确学习不够方法不熟人机料法环编码器屏蔽干扰影响电机调试制表人:王勇制表时间:2006年9月1日7.要因确认表序号末端因素确认方法确认情况负责人是否要因1接线人员长期从事工作，人手不够调查分析根据调查，接线人员数量较少，但基本上能满足施工的需要，但是接线人员存在长期工作，缺少休息调整时间的现象沈晓猛不是2检查员把关不严，怕得罪人调查分析检查人员基本能够依据施工规范和设计要求进行检查王勇不是3接线人员质量意识差缺少检查监督制度调查分析接线人员的质量意识不强，对于工作的责任心不强，关键是对于工作没有监督体制李佳是4工器具管理监督不利现场验证工器具管理制度比较健全，但是监督力度不够，公司根据制度对工具管理进行监督约束董小魏不是5控制电缆和动力电缆混用现场验证电缆的使用按照设计要求执行，对于少量电缆混用情况进行了纠正和整改朱萍不是6新要求学习不够，接线方法没有完全掌握调查分析接线人员都是具有多年工作经验的师傅，在工作繁忙的情况下少于学习，凭经验做事较多，对新要求的把握不稳定沈晓猛是7现场缺少为控制系统专用的接地系统现场验证在电气盘内变频电缆与控制电缆使用同一接地线，导致信号电缆受变频电缆的谐波影响较大，造成了编码器反馈信号的不稳定李佳是制表人：朱萍2006年9月2日8.要因确认通过对末端因素逐一确认确定以下主要因素。

8.1接线人员质量意识差缺少检查监督制度。

8.2新要求学习不够，接线方法没有完全掌握。

8.3现场缺少控制电缆专用的接地系统。9.制定对策序号主要因素目标对策措施负责人完成时间工作地点确认者1接线人员质量意识差缺少检查监督制度提高接线人员的质量意识，保证工作质量对于接线人员进行思想教育，端正工作态度，建立相应的检查监督体制1．利用公司组织的“党员监督岗”活动，安排现场党员在各自负责区域内对接线人员进行教育，强化接线人员主人翁责任感。沈晓猛06.10.1施工现场董小魏2．针对接线质量缺少监督检查的现状，采取接线柜“贴标签制度”，加强质量跟踪管理。3.采取专业间质量互检制度，让接线人员在结对互检活动中相互学习相互促进，形成良好的竞争风气。4.采取月评比措施，对优胜者给予奖金激励。对策表序号主要因素目标对策措施负责人完成时间工作地点确认者2新要求学习不够，接线方法没有完全掌握掌握正确的接线方法，确保接线质量稳定符合要求。加强培训和技术交流，掌握并巩固正确的接线方法。1．聘请专家对接线人员进行新技术和新要求的培训。朱萍06.10.5施工现场王勇2．进行接线技术操作演练，提高操作水平。3.伺机进行技术交流，取长补短，掌握并巩固操作要点。3现场缺少控制电缆专用的接地系统确保编码器接地无干扰。在电气盘内增加编码器专用接地系统。1.由电气室内接地干线系统单独引接地，为编码器提供专用接地线。王勇06.10.10施工现场李佳2.用绝缘子把独立的接地系统固定在电气盘内，远离变频电缆。对策表10.对策实施【实施一】1.由沈晓猛同志和公司“党员监督岗”区域负责人组织了一次接线质量通病治理的动员会，对接线人员进行主人翁责任意识教育，提高其主观能动性。

2.“贴标签制度”。即接线人员完成接线任务后，要在自己接线的电气柜门内侧贴上标签后方可进行验收，以示该柜的接线质量责任者资料，便于接线质量跟踪管理和岗位淘汰。

3.“互检制度”。确定了活动期间每周一次的专业班组间接线质量互查活动，促进了接线人员的技艺交流和自尊心的提升。

4.“奖优措施”。活动期间工程处每月进行一次接线质量评比工作，对成绩在前三名接线人员给予5％的奖金上浮奖励。【实施二】1.聘请调试专家开展了一次“工业自动控制系统干扰问题与对策讲座”，使大家真正从理论上了解了自动控制系统的要求，并带领大家认真分析质量缺陷产生的原因。

2.请接线高手现场传授接线技艺，在场学员还进行了认真的操作演练，在师傅的启发下相互间纠正了不良的操作习惯，掌握并巩固了操作技巧。

3.对编码器以及其他延伸项目的接线质量进行了现场研讨，从细节上明白了编码器等现场检测元件接线质量的不同操作要点。【实施三】1.从电气室接地电阻箱的主干接地系统，分别敷设单独的接地线，为编码器提供独立的专用屏蔽接地线，确保编码器的专用接地不受干扰。

2.在编码器信号引入柜，设置专用接地铜排，接地铜排采取绝缘子与设备接地隔离措施，信号接地铜排不得与变频电缆平行设置，且距离＞300mm。

3.编码器专用接地引入控制柜后，直接接在编码器专用接地铜排上，以避开所有干扰源。11.检查效果

11.1完成了课题预定目标在经过了对策实施后，热处理冷床区域电机（共78台）其中的75台（96.2%）电机编码器信号正常稳定，高于原定的目标。保证了M单的顺利进行，为冷床区域的联动试车提供了条件。数据见下表：编码器干扰信号检查表