大型復(fù)雜機(jī)械設(shè)備集中潤(rùn)滑系統(tǒng)通信方式探討

王保華 劉敬平

（焦作大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 河南焦作）

機(jī)械設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，離不開(kāi)良好的設(shè)備潤(rùn)滑。對(duì)于工藝要求復(fù)雜、潤(rùn)滑要求高、潤(rùn)滑點(diǎn)數(shù)多的大型復(fù)雜機(jī)械設(shè)備而言，潤(rùn)滑尤其重要。集中潤(rùn)滑系統(tǒng)已成功應(yīng)用于冶金、煤礦、礦山、化工、電力等行業(yè)的大型復(fù)雜機(jī)械設(shè)備，與傳統(tǒng)潤(rùn)滑方式相比，其潤(rùn)滑效果有了顯著提升。智能集中潤(rùn)滑系統(tǒng)也已進(jìn)入工程應(yīng)用實(shí)踐，而有效的通信是集中潤(rùn)滑系統(tǒng)運(yùn)行良好的重要保障，科學(xué)合理地解決主控系統(tǒng)與各潤(rùn)滑點(diǎn)的通信是一個(gè)十分突出的問(wèn)題。

一、低壓電力線(xiàn)載波通信原理與特點(diǎn)

電力線(xiàn)載波通信是利用傳輸工頻電能的線(xiàn)路作為傳輸媒介的通信方式，是電力線(xiàn)特有的一種通信方式，利用現(xiàn)有電力線(xiàn)，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)?？梢苑譃楦邏弘娏€(xiàn)載波通信、中壓電力線(xiàn)載波通信、低壓電力線(xiàn)線(xiàn)載波通信。

低壓配電網(wǎng)是一個(gè)用戶(hù)最多、分布最廣的能源傳輸網(wǎng)絡(luò)，在低壓電力線(xiàn)載波通信中，通常利用1 MHz～30 MHz頻率范圍傳輸信號(hào)。終端設(shè)備和主機(jī)之間的載波通信是交互的，電力線(xiàn)載波通信原理結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

電力線(xiàn)載波數(shù)傳模塊是載波通信的核心部件，發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，通過(guò)載波數(shù)傳模塊將數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制在高頻載波信號(hào)上，并加載到電力線(xiàn)上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；接受數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，載波數(shù)傳模塊經(jīng)過(guò)耦合和濾波，從電力線(xiàn)上濾出高頻數(shù)據(jù)信號(hào)，再經(jīng)解調(diào)和放大還原數(shù)據(jù)信號(hào)，傳送到終端設(shè)備。

電力線(xiàn)載波通信屬于“無(wú)新線(xiàn)”技術(shù)，未來(lái)是一種重要的設(shè)備總線(xiàn)通信技術(shù)。最大特點(diǎn)是無(wú)需重新布置信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，借助電線(xiàn)即可進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)傳送，接入方便，通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用低，維修維護(hù)方便，減輕用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

圖1 電力線(xiàn)載波通信原理結(jié)構(gòu)圖

二、集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的通信方式分析

智能集中潤(rùn)滑系統(tǒng)一般由潤(rùn)滑監(jiān)控站(上位微機(jī))、潤(rùn)滑控制柜、潤(rùn)滑站、智能分油箱等部分組成，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的定點(diǎn)的定量潤(rùn)滑與檢測(cè)，智能集中潤(rùn)滑系統(tǒng)組成如圖2所示。

圖2 集中潤(rùn)滑系統(tǒng)組成

其通信結(jié)構(gòu)如圖3所示。目前國(guó)內(nèi)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)主要采用以下3種方式實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)與各潤(rùn)滑點(diǎn)的數(shù)據(jù)信號(hào)通信。

（1）有線(xiàn)通信。即專(zhuān)門(mén)鋪設(shè)用來(lái)傳輸信號(hào)的網(wǎng)線(xiàn)、光纖、電話(huà)線(xiàn)等信號(hào)線(xiàn)纜，以連接潤(rùn)滑監(jiān)控站與各潤(rùn)滑點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的通信信號(hào)的傳輸。這種方式傳輸信號(hào)穩(wěn)定、可靠、高速，但長(zhǎng)距離傳送信號(hào)有衰減，并且投資費(fèi)用較大。是目前集中潤(rùn)滑系統(tǒng)應(yīng)用最多的通信方式。

圖3 集中潤(rùn)滑系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)

（2）無(wú)線(xiàn)通信。該方式不需要專(zhuān)門(mén)鋪設(shè)通信線(xiàn)纜，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)傳輸通信信號(hào)，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)控制各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)。該方式成本低廉、適應(yīng)性好、擴(kuò)展性好、維護(hù)方便，但電磁波具有方向性，且易受周?chē)姶判盘?hào)干擾，誤碼率較高，同時(shí)信號(hào)傳輸延遲較大，信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量較難保證。并且通信距離受限，目前地面民用無(wú)線(xiàn)通信的設(shè)備所能達(dá)到的距離一般為0.2～6 km。當(dāng)潤(rùn)滑點(diǎn)分布范圍＞6 km時(shí)，該方式在集中潤(rùn)滑系統(tǒng)中不能完全實(shí)現(xiàn)通信要求。

（3）電力載波通信。是指以現(xiàn)有的集中潤(rùn)滑系統(tǒng)電源線(xiàn)為載體，通信信號(hào)以低壓電力線(xiàn)載波形式傳輸。該通信方式具有很強(qiáng)的抗干擾能力，由于采用頻率傳輸方式，信號(hào)無(wú)衰減。電力部門(mén)通信的專(zhuān)用傳輸頻段為40～50 kHz，所以在進(jìn)行設(shè)定傳輸頻段時(shí)需要避開(kāi)電力部門(mén)通信專(zhuān)用頻段。PLC調(diào)制解調(diào)模塊的成本也遠(yuǎn)低于無(wú)線(xiàn)模塊，隨著PLC控制技術(shù)的成熟，工業(yè)檢測(cè)手段的完備，低壓電力線(xiàn)載波通信可以應(yīng)用于集中潤(rùn)滑系統(tǒng)，較好地實(shí)現(xiàn)其通信功能。

上述3種通信方式在集中潤(rùn)滑系統(tǒng)中都有不同程度的應(yīng)用，但在潤(rùn)滑控制柜和潤(rùn)滑控制站之間一般是有線(xiàn)通信，如果將集中潤(rùn)滑系統(tǒng)接入以太網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制。

三、結(jié)論

電力線(xiàn)在大型機(jī)械上是必不可少，采用低壓電力線(xiàn)載波通信方式，可節(jié)省大量費(fèi)用，不需要另架專(zhuān)線(xiàn)，也不占用現(xiàn)有的頻譜資源，而且免維護(hù)，省時(shí)省工，線(xiàn)路簡(jiǎn)捷，相對(duì)經(jīng)濟(jì)。在礦用皮帶輸送機(jī)、輥式給料機(jī)、球磨機(jī)、回轉(zhuǎn)窯等大型復(fù)雜機(jī)械設(shè)備上，潤(rùn)滑點(diǎn)數(shù)量多且密集或工作環(huán)境溫度高等情況下，集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的通信線(xiàn)纜布置量大或通信線(xiàn)纜布置不便，引入低壓電力線(xiàn)載波通信，集中潤(rùn)滑系統(tǒng)運(yùn)行更好，能有效減少設(shè)備的停機(jī)時(shí)間，節(jié)省維修和零件成本，提高設(shè)備的使用壽命和性能，并大幅提高工人工作效率，主機(jī)設(shè)備的產(chǎn)能和效益將進(jìn)一步提升。