文/黄永普·广汽乘用车有限公司宜昌分公司

作为冲压车间最大的能耗来源，生产设备的能耗主要为冲压车间内部的压力机能耗，压机主电机为最主要的能耗设备。本文提出了一种优化的冲压线主电机节能控制方式，通过主动和人工两种方式去降低冲压线压机的待机时主电机转速，从而达到降低待机能耗的效果。经验证，在满足产线生产工艺需要的同时，每月能有7%的能源节约。

当前节能减排工作是国际社会关注的问题,也是汽车行业面临的关键问题。面对严峻的社会形势和行业空前的竞争压力，我司积极推进能源管理战略，在承担节能减排社会责任的同时，降低制造成本、提升利润空间。

数据表明，冲压车间能耗约占汽车制造车间总能耗的16%，以A 车企20 万产能的冲压车间为例，其年用电成本约占35%，是生产成本的重要组成部分之一。对此车间能源管理要在保证“安全”“可靠”“稳定”“高质量”“绿色”的能源供给的同时，节能降耗，消除一切不合理的浪费。冲压车间从能耗最大的压力机入手，通过优化主电机的控制方式和待机时主电机转速的方式降低生产过程中压力机主电机能耗，推动冲压车间能源精细化管理

冲压车间能耗构成分析

结合冲压车间的能耗特点，将其分为照明、空调、压缩空气、冷冻水及生产设备能耗五部分。其中，压缩空气能耗则是冲压生产过程除了压机动作能耗外还包含模具冲压过程中需要的压缩空气能耗，冷冻水为车间环境冷却使用的冷源能耗，生产设备能耗为在主线冲压生产、调试、故障待机等过程的能耗。

选取A 车企的冲压车间进行能耗统计，数据表明冲压车间能耗中生产设备能耗占67.42%，占比最高。作为冲压车间最大的能耗来源，生产设备的能耗主要为冲压车间内部的压力机能耗，选取1000t 机械压力机进行分析。

机械压力机的能耗为主驱动电机、润滑及液压电机、工位照明及压机电柜损耗等，其中主驱动电机为155kW(2000t 机械压机主电机功率为435kW)占总装机功率的75%，由此相比于润滑及液压电机，压机主电机为最主要的能耗设备。滑块调整电机及液压保护电机、工作台行走电机等根据设备运行需要开启，在日常使用过程中，其驱动特点决定了这类设备缺乏节能的潜力。综合以上考虑，主要分析主电机的节能潜力，通过降低转速可以有效降低能耗。

压机主电机控制方式

汽车生产中所使用到的压机主传动通常呈前后方向布置，共分三级减速。第一级为M 形多楔带传动，第二级为高速级齿轮传动，第三级为低速级齿轮传动，由此，其不同的电机转速将直接对应不同的压机行程，所以考虑在压机行程方面进行节能优化。目前的冲压线主要有连续线和断续线，本文的分析主要针对断续线。断续线的压机转速是固定的，生产、异常停机和待机的时候，压机主电机的转速不变。

冲压线主电机节能控制方式创新过程

创新前的情况

异常停机后，主电机会持续以固定转速空运转；待机时，主电机也会持续以固定转速空运转。

改善对策制定

⑴不同转速下压机主电机空载能耗分析如图1 所示。按照程序逻辑，压机主电机开启后，会一直以固定的转速运转。这样即使待机的时候，压机的主电机仍以固定转速运转。对此进行了压机空载时的能耗测试。

图1 压机空载能耗

⑵主电机加速时间分析如图2 所示。按照降速优化方向，需要重点优化压机加减速时的时间，避免降速后恢复时间过长，影响到整线的生产效率。对此进行了压机空载时的主电机加速时间。

图2 主电机加速时间

创新改善步骤

⑴解决异常停机后，主电机会持续以固定转速空运转。为了解决异常停机后，主电机会持续以固定转速空运转造成的能源浪费，在每一台压机中增加异常停机3 分钟之后，主电机自动降速。

⑵解决待机时，主电机会持续以固定转速空运转。1)为了解决待机过程中，主电机空运转带来的能源浪费，在线体总控程序中增加一键降速和一键关主电机功能。2)HMI 控制面板新增整线节能一键降速和一键关主电机，线首新增一键降速和一键关主电机按钮，机长可以方便快捷操作，如图3 所示。

闲来垂钓碧溪上，忽复乘舟梦日边。【典故】姜太公姜尚曾在渭水的磻溪上钓鱼，得遇周文王，助周灭商。伊尹曾梦见自己乘船从日月旁边经过，后被商汤聘请，助商灭夏。

创新改善验证

单台压机或主线出现异常停机后，会自动进入空运转计时，当达到3 分钟后，压机会自动进入降速模式。整线再次循环启动，压机会自动退出降速模式，恢复到生产速度。总控画面增加一键降速和一键关机，当出现计划停止时，机长可以根据计划停机时长，快速降低整线压机行程次数，或一键关闭主电机，从而达到节能效果。不同功能区域节能效果数据见表1。

表1 不同功能区域节能效果

结束语

本次创新提出了一种优化的冲压线主电机节能控制方式。主电机作为冲压车间最大的能耗设备，对其精细化管理是实现冲压生产节能的必由之路。通过对主电机控制方式的优化和待机的行程次数调整，尽可能地避免了能源浪费现象，有利于企业的节能降耗，从而最大化降低生产成本。