選礦廠球磨機潤滑監(jiān)控系統(tǒng)改造

矯春勇

（中國有色集團撫順紅透山礦業(yè)有限公司選礦廠，遼寧 撫順 113300）

選礦廠的選礦過程是由選前的礦石準備、礦石破碎和礦石浮選作業(yè)組成的連續(xù)生產(chǎn)過程。磨礦是礦石破碎過程的重要組成部分，主要由球磨機完成。球磨機是各種工礦企業(yè)制粉系統(tǒng)最重要的設備。大型球磨機由高壓同步電機驅(qū)動或由異步電動機通過減速機帶動滾筒工作。球磨機兩側(cè)支撐部位軸瓦不僅對整個球磨機起到支撐作用，還是電機減速機與筒體的聯(lián)接部件，更是筒體在旋轉(zhuǎn)過程中的散熱部件。所以，軸承軸瓦的好壞決定了整個球磨系統(tǒng)是否能正常運行。潤滑油主要為軸承軸瓦提供潤滑，當潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)問題會導致筒體軸瓦溫度升高，引起干磨擦燒瓦現(xiàn)象，使其產(chǎn)生粘連，導致軸瓦燒毀報廢。軸瓦修復時間長，造價昂貴，一旦燒毀，會影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，給企業(yè)造成嚴重的經(jīng)濟損失。

1 設計理念

為了避免此情況的出現(xiàn)，球磨機一般設有軸瓦測溫監(jiān)控系統(tǒng)和潤滑檢測系統(tǒng)。當出現(xiàn)軸瓦溫度過高、潤滑油供油壓力低和潤滑系統(tǒng)不暢等問題都會引起保護系統(tǒng)報警和保護性跳閘，避免事故擴大化。紅透山選礦廠現(xiàn)有四臺球磨機，其中三臺初磨機，一臺再磨機。每臺球磨機由兩臺油泵對前后軸瓦提供潤滑。

原有球磨機軸瓦沒有溫度檢測，只能依靠人工觀察中空軸表面的油膜情況，用手觸摸中空軸各個區(qū)段位置油膜厚薄，憑手感估測溫度情況，用手持式激光測溫儀檢測中空軸表面及軸瓦的溫度，檢測間斷，不連續(xù)，檢測溫度偏差較大，不可靠。

鑒于以上不利原因，我們對選礦廠球磨機保護系統(tǒng)進行了改造。

2 內(nèi)涵和主要做法

2.1 內(nèi)涵

基于對球磨機潤滑系統(tǒng)進行改造的必要性和可行性，我們對球磨機實行了潤滑系統(tǒng)的PLC自動控制。整個潤滑系統(tǒng)以西門子PLC S7-200 SMART為核心控制，實現(xiàn)對溫度、壓力、流量、液位等輸入數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，并根據(jù)所設置的報警值、停機值對球磨機進行保護控制。由組態(tài)軟件編制好人機界面下載到觸摸屏中，使操作人員在人機交互界面中直觀簡便地進行監(jiān)測和進行相應操作。組態(tài)軟件中，數(shù)據(jù)、趨勢圖、報表等真實可靠，為出現(xiàn)故障時對系統(tǒng)進行快速、準確地分析和處理提供了有力依據(jù)。球磨機潤滑監(jiān)控系統(tǒng)的改造，實現(xiàn)了系統(tǒng)的完整性、實時性和連續(xù)性，使球磨機運行更加安全和穩(wěn)定，從而達到降本增效與精益管理的目的。

2.2 主要做法

本保護系統(tǒng)主要從系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件、現(xiàn)場檢測裝置以及PLC控制過程和觸摸屏監(jiān)控方式等幾方面進行設計，現(xiàn)就各項措施的操作思路、方法與步驟予以說明。

1）系統(tǒng)硬件。球磨機潤滑監(jiān)控系統(tǒng)中有多個溫度、壓力、流量、液位等檢測元件，它們分散分布在裝置的不同位置，要求PLC實現(xiàn)實時監(jiān)測、控制或調(diào)節(jié)功能。為方便操作人員及時了解運行情況并實施操作，本系統(tǒng)選用西門子控制技術進行總方案設計，采用以西門子PLC S7-200 SMART為核心部件，并與觸摸屏相通訊的結構。（1）下位機選用西門子PLC S7-200 SMART。S7-200 SMART系列PLC運行穩(wěn)定，使用簡單方便，功能強大，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化控制系統(tǒng)。如果控制任務增加時還可對其進行擴展。本系統(tǒng)采用一塊CPU ST30模塊和六塊EM AE04擴展模塊，來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、邏輯控制與自動控制，并且進行調(diào)節(jié)的功能。球磨機潤滑監(jiān)控系統(tǒng)中配備了溫度、壓力、流量、液位等檢測裝置。檢測裝置通過傳感器采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，提供給PLC來實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測及設備控制功能。（2）外部檢測元件由壓力傳感器、溫度傳感器、流量計和物位計組成，其間安裝中間繼電器對整個系統(tǒng)的輸入輸出進行安全隔離，保證重要元氣件的安全穩(wěn)定。

2）系統(tǒng)軟件。本系統(tǒng)所用軟件分為觸摸屏組態(tài)軟件和PLC下位機軟件。觸摸屏組態(tài)軟件選用的是北京昆侖通態(tài)的MCGS組態(tài)軟件。組態(tài)軟件的設計可以在計算上完成。首先，在計算機中安裝MCGS組態(tài)軟件，用通信電纜將觸摸屏與計算機連接，進行相應的通訊設置后，在組態(tài)環(huán)境中選擇“上傳工程”，在打開的對話框中，先確定一個上傳工程的路徑，點擊上傳即可完成。

3）現(xiàn)場檢測裝置。本保護裝置摒棄了原保護方式存在的避端，對現(xiàn)場檢測裝置進行了重新設計，在球磨機前、后軸瓦的合適位置安裝紅外線測溫儀，用于現(xiàn)場軸瓦溫度的檢測。紅外線測溫為非接觸測溫，重復性好，反應快，溫度的變化值能快速地反應到PLC中，使PLC能迅速進行響應。4臺球磨機共增設8支測溫電阻，安裝方便，便于維護。

由于本系統(tǒng)中增設24個標準模擬量輸入信號，所以，PLC配置6臺模擬量輸入模塊，將現(xiàn)場模擬量信號分別接入模塊的相應輸入點上，PLC檢測到相應地址上的電流信號值后，將其轉(zhuǎn)換成對應的溫度或壓力等數(shù)值上傳到觸摸屏中。本系統(tǒng)中PLC的CPU共有18個數(shù)字量輸入點（DI）和12個數(shù)字量輸出點（DO)。當系統(tǒng)檢測到以上參數(shù)值異常時會輸出場光報警來提醒操作人員，記錄報警及輸出停機信號。

2.4 操作界面介紹

此系統(tǒng)通過監(jiān)測1#-4#球磨機的前后軸潤滑油管路的壓力，流量，油箱液位，軸瓦溫度，來實現(xiàn)對機組潤滑狀況的監(jiān)控報警功能（1）總機組畫面。點擊“總機組畫面”，進入總機組界面，如圖1所示。此界面為1#-4#球磨機運行狀態(tài)匯總，球磨機的運行狀態(tài)、監(jiān)控點的數(shù)據(jù)采集、報警點提示全部集中在此頁面。（2）報警投入設定。在首頁點擊“報警投入設定”，進入報警投入設定界面。此界面可設定每臺機組每一個監(jiān)測點的報警投入與切除。即投入時監(jiān)測報警有效，切除時監(jiān)測報警無效。例如：1#機組前瓦油溫高報警輸出，經(jīng)檢查是錯誤報警或機組故障造成，可在獲得“工程師”登錄權限下，點擊“前瓦溫報警投入”綠色按鈕，將其切換為“前瓦溫報警切除”紅色按鈕，此時該監(jiān)控報警點被強制禁止，不會再參與報警輸出。若故障點處理完好后可再次點擊此鍵，恢復監(jiān)控報警狀態(tài)。

圖1 總機組界面

3 球磨機潤滑系統(tǒng)應用后的效果

球磨機潤滑監(jiān)控系統(tǒng)的安裝使用，在選礦廠磨礦工序管理上起到了很大的作用，不單對設備的實時監(jiān)控具有突出的表現(xiàn)，對人員的監(jiān)管和成本的控制都具有深遠的意義。由此可見，做好管理工作，不但需要人的管理還需要由自動化管理與之相稱，才能最大程度的把管理工作做得更好。