智能潤(rùn)滑系統(tǒng)在燒結(jié)機(jī)上的應(yīng)用

周家翠

一、引言

三安鋼鐵廠60m2燒結(jié)機(jī)，原潤(rùn)滑系統(tǒng)采用環(huán)式干油潤(rùn)滑接觸器控制。這種潤(rùn)滑方式對(duì)設(shè)備供油點(diǎn)狀況不易判斷，容易造成設(shè)備因失油而加速磨損，能耗大，故障率高，可靠性及維護(hù)性差。選用ZDRH-2000智能潤(rùn)滑系統(tǒng)取代傳統(tǒng)環(huán)式干油潤(rùn)滑系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)燒結(jié)機(jī)智能潤(rùn)滑自動(dòng)控制。

燒結(jié)機(jī)是將混合后的含有硫、磷、碳等礦粉的原料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備，將礦粉燒結(jié)成含鐵、碳等的燒結(jié)礦，給高爐冶煉提供原料。燒結(jié)礦粉在臺(tái)車(chē)上燃燒，臺(tái)車(chē)在滑道上行走，礦粉上方有吸風(fēng)裝置。在臺(tái)車(chē)與滑道之間裝有上部彈壓式密封裝置（裝置在臺(tái)車(chē)上），靠彈簧的壓力和密封板的重量壓在滑道上。燒結(jié)機(jī)滑道潤(rùn)滑點(diǎn)輸入的油脂在密封板和滑道之間形成半流體密封。燒結(jié)生產(chǎn)環(huán)境惡劣、溫度高、潤(rùn)滑點(diǎn)多且分散，不易檢修。燒結(jié)機(jī)頭、尾部潤(rùn)滑點(diǎn)多為重載軸承，燒結(jié)機(jī)滑道及燒結(jié)機(jī)尾部的溫度約300℃。傳統(tǒng)環(huán)式干油潤(rùn)滑系統(tǒng)，已滿足不了高負(fù)荷的生產(chǎn)要求，故選用智能潤(rùn)滑控制系統(tǒng)來(lái)滿足燒結(jié)機(jī)潤(rùn)滑的需求。

二、改造潤(rùn)滑系統(tǒng)的必要性

60m2燒結(jié)機(jī)有92個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)，原采用環(huán)式干油潤(rùn)滑接觸器控制，即雙線干油潤(rùn)滑系統(tǒng)。當(dāng)I線管道上所有潤(rùn)滑點(diǎn)輸油完畢，壓力達(dá)到換向閥調(diào)定壓力時(shí)，換向閥芯運(yùn)動(dòng)，觸桿碰行程開(kāi)關(guān)，潤(rùn)滑泵停止工作。電控箱控制轉(zhuǎn)向II線管道送油，自動(dòng)進(jìn)入下一循環(huán)。原循環(huán)換向供油時(shí)間為供油30min停90min或120min。換向時(shí)間由設(shè)備管理人員根據(jù)設(shè)備運(yùn)行工況，手動(dòng)設(shè)定繼電器時(shí)間來(lái)進(jìn)行換向，這種方式使用中常出現(xiàn)各種問(wèn)題。

1.故障率高

因干油黏度大輸送需用壓力高，給油器運(yùn)行不穩(wěn)定，故障率高，常造成不必要的能源浪費(fèi)和設(shè)備磨損，滿足不了高負(fù)荷的生產(chǎn)需要。

2.不能實(shí)時(shí)了解供油狀態(tài)

離泵近、背壓低、阻力小的潤(rùn)滑點(diǎn)先得到油，背壓高的地方容易發(fā)生堵塞。不能實(shí)時(shí)了解供油狀態(tài)，給使用、維修增添許多困難。

3.原系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝不太合理

原供油管路設(shè)計(jì)、安裝有不太合理的地方，有些潤(rùn)滑點(diǎn)位置不便觀查。潤(rùn)滑管道長(zhǎng)時(shí)間在高溫下，管內(nèi)油脂硬化阻塞管道，容易造成潤(rùn)滑點(diǎn)失油或漏油，導(dǎo)致滑道、軸承在無(wú)潤(rùn)滑脂的狀態(tài)下工作。

基于上述原因，2009年3月引進(jìn)北京中冶華潤(rùn)科技發(fā)展有限公司開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利產(chǎn)品，ZDRH-2000智能多點(diǎn)潤(rùn)滑系統(tǒng)取代原干油潤(rùn)滑系統(tǒng)，將微機(jī)與PLC可編程控制技術(shù)相結(jié)合，使燒結(jié)機(jī)設(shè)備潤(rùn)滑進(jìn)入智能化。

三、燒結(jié)機(jī)智能潤(rùn)滑系統(tǒng)技術(shù)改造方案

1.改造方案實(shí)施

選用ZDRH-2000型智能終端式多點(diǎn)潤(rùn)滑系統(tǒng)，采用微機(jī)結(jié)合SIEMENS S7-200系列可編程控制器作為主要控制系統(tǒng)。燒結(jié)機(jī)智能潤(rùn)滑供油壓力為40MPa，根據(jù)距離遠(yuǎn)近可調(diào)整壓力大小，調(diào)壓范圍在0～40MPa。供油系統(tǒng)由兩臺(tái)電動(dòng)高壓潤(rùn)滑泵組成，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用?？墒謩?dòng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)換。每點(diǎn)可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)、遠(yuǎn)程操作，便于調(diào)試與維護(hù)。在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，主控系統(tǒng)按照設(shè)定程序運(yùn)行，啟動(dòng)電動(dòng)高壓潤(rùn)滑泵，通過(guò)電磁給油器、流量傳感器及管道，將油依次循環(huán)供應(yīng)到需要潤(rùn)滑的位置。潤(rùn)滑點(diǎn)接口處的油，壓力不低于0.5MPa。系統(tǒng)與燒結(jié)機(jī)啟動(dòng)、停止同時(shí)聯(lián)動(dòng)。系統(tǒng)每3h供油一次，時(shí)間在2～16h之間可調(diào)。供油量和供油時(shí)間，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要自由設(shè)定，給油量調(diào)整方便，可滿足不同潤(rùn)滑制度的需求。

2.燒結(jié)機(jī)潤(rùn)滑點(diǎn)分段及時(shí)間參數(shù)情況

第一段（1號(hào)混合機(jī)和1號(hào)燒結(jié)機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾部分潤(rùn)滑點(diǎn)）包含點(diǎn)號(hào)：1-8、61-64、153-168。循環(huán)時(shí)間240min，自定義時(shí)間參數(shù)為1003。

第二段（2號(hào)混合機(jī)和2號(hào)燒結(jié)機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾部分潤(rùn)滑點(diǎn)）包含點(diǎn)號(hào)：69-76、133-152。循環(huán)時(shí)間240min，自定義時(shí)間參數(shù)為2003。

第三段（1號(hào)燒結(jié)機(jī)滑道潤(rùn)滑點(diǎn)）包含點(diǎn)號(hào)：9-60、65-68、169-172、179、180。循環(huán)時(shí)間30min，自定義時(shí)間參數(shù)為3004。

第四段（2號(hào)燒結(jié)機(jī)滑道潤(rùn)滑點(diǎn)）包含點(diǎn)號(hào)：77-132、173-176、183、184。循環(huán)時(shí)間30min，自定義時(shí)間參數(shù)為4004。

四、ZDRH-2000型智能集中潤(rùn)滑系統(tǒng)工作原理

1.ZDRH-2000型潤(rùn)滑系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)由主控設(shè)備、油站、現(xiàn)場(chǎng)控制器、檢測(cè)部件和監(jiān)控系統(tǒng)組成。

主控設(shè)備采用微機(jī)控制，作為潤(rùn)滑系統(tǒng)的指揮設(shè)備，主要控制油站啟停，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備潤(rùn)滑點(diǎn)的油量分配，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)數(shù)據(jù)采集處理。多種參數(shù)可調(diào)節(jié)，優(yōu)化應(yīng)用。

油站作為整套潤(rùn)滑系統(tǒng)的心臟設(shè)備，采用電動(dòng)高壓潤(rùn)滑泵作為潤(rùn)滑劑輸送部件，經(jīng)管道將潤(rùn)滑脂輸送到各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)。

現(xiàn)場(chǎng)控制器，采用電磁給油器控制各潤(rùn)滑點(diǎn)打開(kāi)或關(guān)閉來(lái)實(shí)現(xiàn)供油。

檢測(cè)部件，采用流量傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)監(jiān)控每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)的供油狀態(tài)，定位現(xiàn)場(chǎng)信息并反饋給主控系統(tǒng)。有故障及時(shí)報(bào)警，提示操作人員去處理。

監(jiān)控系統(tǒng)，采用微機(jī)遠(yuǎn)程設(shè)定參數(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程維護(hù)，有故障及時(shí)報(bào)警并記錄，便于檢修維護(hù)。

2.智能集中潤(rùn)滑系統(tǒng)控制原理

控制系統(tǒng)工作分為手動(dòng)、自動(dòng)兩部分，自動(dòng)是主要的控制方式。

手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，主控室畫(huà)面上的按鈕可對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的相應(yīng)潤(rùn)滑點(diǎn)。開(kāi)啟油泵后，潤(rùn)滑脂被壓注到主管路中，按下潤(rùn)滑點(diǎn)按鈕（按鈕組合編號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)潤(rùn)滑點(diǎn)相對(duì)應(yīng)），電磁給油器得到信號(hào)，開(kāi)通油閥，潤(rùn)滑脂壓注到相應(yīng)的潤(rùn)滑點(diǎn)。潤(rùn)滑供油時(shí)間可根據(jù)各潤(rùn)滑點(diǎn)的實(shí)際需要決定。手動(dòng)控制一般在調(diào)試和檢修時(shí)用于單點(diǎn)控制。

自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，可編程控制器按照已編制好的程序自動(dòng)運(yùn)行，系統(tǒng)首先檢測(cè)系統(tǒng)中的參數(shù)，如系統(tǒng)中無(wú)參數(shù)時(shí)，供油系統(tǒng)禁止運(yùn)行，只有在各系統(tǒng)參數(shù)輸入后，系統(tǒng)才會(huì)按照所設(shè)定值自動(dòng)運(yùn)行。這一過(guò)程可分四步。

第一步首先檢測(cè)聯(lián)鎖控制參數(shù)。聯(lián)鎖控制參數(shù)為1時(shí)，則處于聯(lián)鎖控制狀態(tài)，系統(tǒng)開(kāi)始檢測(cè)聯(lián)鎖信號(hào)（即主機(jī)啟動(dòng)信號(hào)），主機(jī)沒(méi)啟動(dòng)，沒(méi)有聯(lián)鎖信號(hào)，潤(rùn)滑系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，等待主機(jī)送來(lái)聯(lián)鎖信號(hào)后，開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行并進(jìn)入下一步。聯(lián)鎖控制參數(shù)為2時(shí)，則處于自動(dòng)運(yùn)行無(wú)聯(lián)鎖狀態(tài)，直接進(jìn)入下一步。

第二步則檢測(cè)油泵參數(shù)。油泵參數(shù)為1時(shí)，則1號(hào)油泵自動(dòng)啟動(dòng)。油泵參數(shù)為2時(shí)，2號(hào)油泵啟動(dòng)。油泵參數(shù)為3時(shí)，1號(hào)油泵運(yùn)行90s，系統(tǒng)壓力仍處于下限時(shí)，開(kāi)啟2號(hào)泵。油泵參數(shù)為4時(shí)，2號(hào)油泵運(yùn)行90s，系統(tǒng)壓力仍處于下限時(shí)，開(kāi)啟1號(hào)泵。

第三步逐點(diǎn)供油。逐點(diǎn)供油是用壓力檢測(cè)來(lái)控制油泵的過(guò)程。工作流程如圖1所示。

油泵開(kāi)啟一段時(shí)間后，系統(tǒng)壓力上升至設(shè)定值時(shí)，電磁給油器根據(jù)主控系統(tǒng)發(fā)來(lái)的指令進(jìn)行逐點(diǎn)給油，一般先從1點(diǎn)開(kāi)始，1號(hào)油閥打開(kāi)，按照所設(shè)定的時(shí)間開(kāi)始給1號(hào)潤(rùn)滑點(diǎn)供油，同時(shí)1號(hào)潤(rùn)滑點(diǎn)的流量傳感器監(jiān)控潤(rùn)滑點(diǎn)的供油狀態(tài)，潤(rùn)滑點(diǎn)堵塞時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)立即動(dòng)作，輸出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)記錄故障信息，供油時(shí)間到后，主控系統(tǒng)發(fā)出指令1號(hào)油閥關(guān)閉，2號(hào)油閥打開(kāi)，開(kāi)始給2號(hào)潤(rùn)滑點(diǎn)供油，2號(hào)潤(rùn)滑點(diǎn)供完油后關(guān)閉，3號(hào)潤(rùn)滑點(diǎn)打開(kāi)，就這樣依次按照主控設(shè)備發(fā)來(lái)指令進(jìn)行下去。直到最后一個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)184號(hào)供油完畢，最后一個(gè)電磁給油器關(guān)閉，同時(shí)油泵自動(dòng)停止，系統(tǒng)進(jìn)入下一步。

第四步開(kāi)始循環(huán)等待延時(shí)。循環(huán)等待時(shí)間到后系統(tǒng)又開(kāi)始進(jìn)入一個(gè)新的供油循環(huán)。其自動(dòng)供油流程如圖2所示。

在設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，各潤(rùn)滑點(diǎn)供油時(shí)，主控系統(tǒng)顯示該點(diǎn)正在供油與該點(diǎn)供油時(shí)間以及潤(rùn)滑點(diǎn)供油狀態(tài)，系統(tǒng)進(jìn)入循環(huán)間隔時(shí)間后，主控系統(tǒng)顯示間隔時(shí)間倒計(jì)數(shù)值，以便清楚當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。油泵又開(kāi)始自動(dòng)啟動(dòng)，同時(shí)潤(rùn)滑點(diǎn)打開(kāi)，下一個(gè)供油循環(huán)開(kāi)始。每個(gè)點(diǎn)的供油時(shí)間可通過(guò)微機(jī)來(lái)進(jìn)行改變，大循環(huán)時(shí)間也可修改。每一次運(yùn)行后，主控系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)記錄下故障信息等一些數(shù)據(jù)，以便管理和維護(hù)。壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)隨時(shí)顯示和控制系統(tǒng)供油壓力，反饋至主控制系統(tǒng)，如系統(tǒng)出現(xiàn)油壓過(guò)高的故障時(shí)，壓力控制系統(tǒng)動(dòng)作，油泵停止工作，從而保護(hù)了油泵。在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，主控系統(tǒng)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，當(dāng)措施無(wú)效后，向上位機(jī)發(fā)出故障請(qǐng)求信號(hào)，以便檢修人員來(lái)進(jìn)行相應(yīng)處理。

五、潤(rùn)滑系統(tǒng)改造后效果

（1）可編程控制技術(shù)替代繼電器接觸器控制，使系統(tǒng)達(dá)到機(jī)械、電器、自動(dòng)化三重安全設(shè)置，保證設(shè)備安全可靠運(yùn)行。

（2）自由排序，按需逐點(diǎn)供油。供油方式由原來(lái)的每點(diǎn)同時(shí)供油改為逐點(diǎn)供油，按設(shè)定程序、順次給油，每點(diǎn)供油量根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。每點(diǎn)給油時(shí)間、間隔時(shí)間根據(jù)需要設(shè)定。逐點(diǎn)供油可與系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)鎖。提供了靈活的潤(rùn)滑控制方式，可保證供油壓力和供油可靠性。

（3）定時(shí)、定量供油，對(duì)每一點(diǎn)的加油量可自行設(shè)定。對(duì)每一點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，能根據(jù)工藝要求隨時(shí)調(diào)整供油參數(shù)。潤(rùn)滑設(shè)備的循環(huán)、供油時(shí)間根據(jù)潤(rùn)滑段的分布情況不同，控制參數(shù)也不同。設(shè)備管理人員可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行工況來(lái)進(jìn)行自定義設(shè)定調(diào)整，以達(dá)到供油時(shí)間為主、循環(huán)時(shí)間為輔，既能保證設(shè)備潤(rùn)滑可靠，減少磨損，節(jié)約能源，又不會(huì)造成油脂浪費(fèi)。

（4）逐點(diǎn)檢測(cè)，及時(shí)反饋。通過(guò)流量傳感器檢測(cè)油在管道的位移信號(hào)，準(zhǔn)確檢測(cè)各潤(rùn)滑點(diǎn)的供油狀態(tài)，檢測(cè)到故障及時(shí)報(bào)警，且能準(zhǔn)確判斷出故障點(diǎn)所在，便于操作工的維護(hù)與維修。操作員可根據(jù)設(shè)備各點(diǎn)潤(rùn)滑要求的不同，通過(guò)遠(yuǎn)程調(diào)整參數(shù)，以適應(yīng)燒結(jié)機(jī)的潤(rùn)滑要求。

（5）遠(yuǎn)程監(jiān)控，人性操作。故障查詢，智能判斷。真實(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)供油狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)情況一目了然。在微機(jī)上實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)切換，可手動(dòng)單點(diǎn)給油與檢測(cè)，可與系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)鎖。在微機(jī)上直接顯示各故障點(diǎn)的具體位置，準(zhǔn)確判斷每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)、潤(rùn)滑元件故障。系統(tǒng)自帶故障類(lèi)型數(shù)據(jù)庫(kù)。

六、結(jié)束語(yǔ)

燒結(jié)機(jī)智能潤(rùn)滑系統(tǒng)通過(guò)改造后，采用微機(jī)與可編程控制器相結(jié)合的方式，可與網(wǎng)絡(luò)掛接與上位機(jī)系統(tǒng)連接，實(shí)時(shí)監(jiān)控，使?jié)櫥瑺顟B(tài)一目了然。系統(tǒng)投入運(yùn)行以來(lái)（已運(yùn)行一年多），未發(fā)生因潤(rùn)滑問(wèn)題而造成設(shè)備損壞的情況。整套系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。自動(dòng)調(diào)整潤(rùn)滑油（脂）供給量，設(shè)備使用效率提高，油品消耗降低，日常工作維護(hù)量減少，生產(chǎn)成本大大降低。