探析PLC在球磨機(jī)潤滑控制中的應(yīng)用

高鋼

【摘 要】球磨機(jī)是一些大型礦山設(shè)備的關(guān)鍵性裝置，其潤滑程度直接影響下線的生產(chǎn)效率。對于大型球磨機(jī)一般采用高低壓潤滑油站來進(jìn)行潤滑。本文以S7-300PLC在球磨機(jī)潤滑油站系統(tǒng)的應(yīng)用為例，闡述了PLC控制系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)、PLC控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成與軟件設(shè)計(jì)和如何對運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn)。

【關(guān)鍵詞】P L C；球磨機(jī)潤滑油站；工作原理；系統(tǒng)特點(diǎn)；改進(jìn)

【中圖分類號】TH132.41【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B【文章編號】1672-5158（2013）02-0203-01

與常規(guī)繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC系統(tǒng)具有故障率低、可靠性高，接線簡單、維護(hù)方便，通訊功能強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)。具體表現(xiàn)在：PLC程序自動控制功能使磨機(jī)潤滑系統(tǒng)的自動化程序大大提高，減輕了崗位人員的勞動強(qiáng)度。PLC與電接點(diǎn)壓力表、電接點(diǎn)溫度表、油流開關(guān)、行程開關(guān)、溫度巡檢儀的配合使用，使系統(tǒng)控制的安全性、可靠性大大提高，同時也使球磨機(jī)溜瓦的故障率和同步機(jī)溜瓦的故障率大大降低，提高了主體設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

一、工作原理與主體特點(diǎn)

該稀油潤滑站由油箱、過濾器、人字齒輪油泵、電接點(diǎn)溫度表、電接點(diǎn)壓力表、油流開關(guān)、壓差發(fā)訊器、PLC等組成。

1.1 油壓的控制

供油系統(tǒng)分高低壓兩套系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)相互獨(dú)立，分別從油箱抽油到各自的供油管路中，在高壓供油系統(tǒng)中有一塊量程為16MPa的電接點(diǎn)壓力表和一個壓力控制器 ，用于對高壓管路出油口的油壓進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)高壓系統(tǒng)油壓超過14MPa后，電接點(diǎn)壓力表發(fā)出報(bào)警信號，當(dāng)高壓系統(tǒng)油壓低于4MPa時，壓力控制器發(fā)出壓力低信號至油站控制柜，0.5秒后自動切換到備用泵，15秒后壓力還低發(fā)出停離合器命令。同樣在低壓供油系統(tǒng)中，有一塊量程為800KMa的電接點(diǎn)壓力表和一個壓力控制器，用于對低壓管路出油口的油壓進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)?shù)蛪合到y(tǒng)油壓超過600MPa后，電接點(diǎn)壓力表發(fā)出報(bào)警信號，當(dāng)?shù)蛪合到y(tǒng)油壓低于100KPa時，壓力控制器發(fā)出壓力低信號至油站控制柜，0.5秒后自動切換到備用泵，啟動備用泵后壓力還低發(fā)出停離合器命令。

1.2 油流的控制

在主軸承附近的高壓管道（較細(xì)的管道）上，有4個高壓流量計(jì)（其中進(jìn)料端2個、出料端2個），用來輔助監(jiān)控高壓油流。高壓流量計(jì)上的顯示屏顯示管子里的油流流速，顯示值是百分比。當(dāng)流速小于任何一個流量計(jì)的設(shè)定值時，元件上的紅燈閃爍，柜子土報(bào)警“高壓油流低”。在主軸承上方的低壓管道上，有2個低壓流量開關(guān)（進(jìn)料端和出料端各1個）。當(dāng)油流流速低于任何一個流量開關(guān)的設(shè)定值時，柜子上報(bào)警“低壓油流低”。

1.3油箱溫度的控制

在壓力表后面有一個溫度計(jì)，其上限設(shè)定值為42℃，下限設(shè)定值為28℃。低于或等于下限時，柜子上報(bào)警“油箱油溫低”，泵啟動不了，同時電加熱器自動啟動；高于下限時，報(bào)警“油箱油溫低”消失，泵允許啟動，電加熱器繼續(xù)加熱，直到溫度達(dá)到上限時自動停止加熱。停止加熱后若油箱溫度下降，下降到下限時自動啟動電加熱器，直到上限，如此自動循環(huán)加熱，以保持油箱的溫度范圍。若天氣寒冷，則剛開始啟動電加熱器后的短時間內(nèi)溫度仍有可能繼續(xù)下降，這時柜子上報(bào)警“油箱油溫低”，直到油溫升高超過下限時報(bào)警消失。

1.4 油箱回油區(qū)溫度控制

回油區(qū)（在油箱總回油口附近）有一個溫度計(jì)，其上限設(shè)定值為48℃。當(dāng)回油區(qū)油溫達(dá)或超過上限時，柜子上報(bào)警“回油油溫高”。

1.5 低壓出油口溫度控制

低壓出油口上有一個溫度計(jì)，其下限設(shè)定值為32 ℃，上限40 ℃。低壓出油口油溫達(dá)到上限時，電磁水閥自動打開，冷卻水進(jìn)入油冷卻器，使油液降溫，油溫下降到下限時，電磁水閥自動關(guān)閉。電磁水閥有旁通的閥門，開啟旁通閥門，則冷卻水一直通，不受電磁水閥控制。

1.6 高壓吸油濾壓差控制

兩個高壓泵從油箱吸油，公用一個吸油濾。吸油濾上有一個壓差發(fā)訊器，其設(shè)定位為0.035MPa，當(dāng)壓差發(fā)訊器動作時，柜子上報(bào)警“高壓濾油器堵”，這時要停機(jī)更換濾芯；在壓差發(fā)訊器上，有一個小壓力表，當(dāng)其指針擺動到紅色區(qū)域時，壓差發(fā)訊器動作。

1.7 低壓出油濾壓差控制

兩個低壓出油濾各有一個壓差發(fā)訊器，其設(shè)定值為0.35MPa，當(dāng)有任何一個壓差發(fā)訊器動作時，柜子上報(bào)警“低壓濾油器堵”，同時低壓泵自動切換。

1. 8 軸瓦和同步機(jī)繞組溫度控制

球磨機(jī)進(jìn)出料端軸瓦上各有兩個Pt100電阻、同步機(jī)繞組每相有一個Pt100電阻、同步機(jī)兩側(cè)軸瓦上各有一個Pt100電阻用于對溫度的監(jiān)測，這些溫度信號都送至溫度巡檢儀，當(dāng)球磨機(jī)瓦溫度超過60℃時、同步機(jī)繞組溫度超過95℃時、同步機(jī)軸瓦溫度超過65℃時，溫度巡檢報(bào)警一動作送至潤滑油油站控制柜，PLC發(fā)出溫度高信號，報(bào)警當(dāng)球磨機(jī)瓦溫度超過65℃時、同步機(jī)繞組溫度超過100℃時、同步機(jī)軸瓦溫度超過70℃時，溫度巡檢儀報(bào)警二動作潤滑油站控制柜，PLC發(fā)出跳同步機(jī)和離合器信號。

二、硬件構(gòu)成

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要，稀油站PLC控制系統(tǒng)選用1個機(jī)架、一塊PS-307電源、S7-312CPU一塊、SM321信號輸入模塊3塊、SM322信號輸出模塊3塊組成。主要的檢測元件有Pt10鉑熱電阻、電接點(diǎn)溫度表、電接點(diǎn)壓力表、壓力控制器、壓差發(fā)訊器、油流開關(guān)、溫度巡檢儀加上開關(guān)、按鈕、繼電器等、執(zhí)行元件有異步電動機(jī)、加熱器、再加上面板上的故障指示燈、報(bào)警器等。因而該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)構(gòu)成和擴(kuò)展方便、性價比高、擴(kuò)展接線方便等優(yōu)點(diǎn)。

三、軟件設(shè)計(jì)

潤滑系統(tǒng)PLC自動控制程序由梯形圖編寫，由四個功能塊組成，F(xiàn)C1功能塊控制兩臺低壓泵的啟動和停止及自動切換，兩臺低壓泵只允許有一臺同時工作，低壓油壓低或?yàn)V油器堵時自動切換到備用泵。FC2功能塊控制兩臺高壓泵的啟動、停止、自動切換和加熱器的工作，兩臺高壓泵只允許有一臺同時工作，系統(tǒng)啟動時，在低壓泵啟動15秒后自動啟動高壓泵。加熱器有手動和自動兩種方式，自動加熱由油箱油溫表通過一個SR軟觸發(fā)器控制，手動加熱是當(dāng)按下加熱按鈕后，加熱器運(yùn)行30分鐘后自動停止。FC3功能塊程序的信號塊，所有的信號都由該功能塊進(jìn)行控制。包括油壓低、油壓高、油箱溫度低、出油口溫度高、開冷卻水、回油口油溫高、液位低、液位異常、油流低、濾油器堵、主電機(jī)溫度高、主機(jī)跳閘、潤滑站故障、綜合報(bào)警等信號。每一個報(bào)警信號在控制柜面板上都有一個對應(yīng)的信號燈。FC4功能塊是程序的保護(hù)塊和執(zhí)行塊，高低壓系統(tǒng)系正常、潤滑站正常信號都有了以后，才允許啟動同步機(jī)、離合器及慢傳電機(jī)和干油噴射潤滑機(jī)。當(dāng)潤滑系統(tǒng)故障時發(fā)出停機(jī)命令，以保護(hù)球磨機(jī)和同步機(jī)。

四、油站運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題及改進(jìn)措施

該型號油站投入運(yùn)行后，在運(yùn)行之初出現(xiàn)了一些問題，集中表現(xiàn)在油流開關(guān)故障率較高、高壓泵故障率高、離合器在手動運(yùn)行時潤滑油站PLC發(fā)出的停機(jī)指令無效。針對此，我們采取了如下的改進(jìn)措施：1、離合器控制回路的改進(jìn)；2、對油流開關(guān)重新進(jìn)行了選型；3、對高壓泵的供油管路進(jìn)行了改造；4、增設(shè)溫度高報(bào)警保護(hù)回路。

五、結(jié)束語

相比常規(guī)的繼電器控制系統(tǒng)，S7-200PLC控制系統(tǒng)保護(hù)功能強(qiáng)大，可靠性更高，能進(jìn)行復(fù)雜的控制。球磨機(jī)和同步機(jī)的軸瓦溫度異常時能迅速跳閘，高低壓供油系統(tǒng)壓力減小時也能迅速跳閘，能很好地保護(hù)主體設(shè)備。特別是經(jīng)過優(yōu)化改進(jìn)后，運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性有了進(jìn)一步的提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 廖常初，S7一300/400PLC應(yīng)用技術(shù).北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2006