智能潤滑系統在燒結機上的應用

周家翠

一、引言

三安鋼鐵廠60m2燒結機，原潤滑系統采用環式干油潤滑接觸器控制。這種潤滑方式對設備供油點狀況不易判斷，容易造成設備因失油而加速磨損，能耗大，故障率高，可靠性及維護性差。選用ZDRH-2000智能潤滑系統取代傳統環式干油潤滑系統，實現燒結機智能潤滑自動控制。

燒結機是將混合后的含有硫、磷、碳等礦粉的原料進行化學反應的設備，將礦粉燒結成含鐵、碳等的燒結礦，給高爐冶煉提供原料。燒結礦粉在臺車上燃燒，臺車在滑道上行走，礦粉上方有吸風裝置。在臺車與滑道之間裝有上部彈壓式密封裝置（裝置在臺車上），靠彈簧的壓力和密封板的重量壓在滑道上。燒結機滑道潤滑點輸入的油脂在密封板和滑道之間形成半流體密封。燒結生產環境惡劣、溫度高、潤滑點多且分散，不易檢修。燒結機頭、尾部潤滑點多為重載軸承，燒結機滑道及燒結機尾部的溫度約300℃。傳統環式干油潤滑系統，已滿足不了高負荷的生產要求，故選用智能潤滑控制系統來滿足燒結機潤滑的需求。

二、改造潤滑系統的必要性

60m2燒結機有92個潤滑點，原采用環式干油潤滑接觸器控制，即雙線干油潤滑系統。當I線管道上所有潤滑點輸油完畢，壓力達到換向閥調定壓力時，換向閥芯運動，觸桿碰行程開關，潤滑泵停止工作。電控箱控制轉向II線管道送油，自動進入下一循環。原循環換向供油時間為供油30min停90min或120min。換向時間由設備管理人員根據設備運行工況，手動設定繼電器時間來進行換向，這種方式使用中常出現各種問題。

1.故障率高

因干油黏度大輸送需用壓力高，給油器運行不穩定，故障率高，常造成不必要的能源浪費和設備磨損，滿足不了高負荷的生產需要。

2.不能實時了解供油狀態

離泵近、背壓低、阻力小的潤滑點先得到油，背壓高的地方容易發生堵塞。不能實時了解供油狀態，給使用、維修增添許多困難。

3.原系統設計安裝不太合理

原供油管路設計、安裝有不太合理的地方，有些潤滑點位置不便觀查。潤滑管道長時間在高溫下，管內油脂硬化阻塞管道，容易造成潤滑點失油或漏油，導致滑道、軸承在無潤滑脂的狀態下工作。

基于上述原因，2009年3月引進北京中冶華潤科技發展有限公司開發的專利產品，ZDRH-2000智能多點潤滑系統取代原干油潤滑系統，將微機與PLC可編程控制技術相結合，使燒結機設備潤滑進入智能化。

三、燒結機智能潤滑系統技術改造方案

1.改造方案實施

選用ZDRH-2000型智能終端式多點潤滑系統，采用微機結合SIEMENS S7-200系列可編程控制器作為主要控制系統。燒結機智能潤滑供油壓力為40MPa，根據距離遠近可調整壓力大小，調壓范圍在0～40MPa。供油系統由兩臺電動高壓潤滑泵組成，一臺工作，一臺備用。可手動、自動轉換。每點可進行現場、遠程操作，便于調試與維護。在自動運行狀態，主控系統按照設定程序運行，啟動電動高壓潤滑泵，通過電磁給油器、流量傳感器及管道，將油依次循環供應到需要潤滑的位置。潤滑點接口處的油，壓力不低于0.5MPa。系統與燒結機啟動、停止同時聯動。系統每3h供油一次，時間在2～16h之間可調。供油量和供油時間，可根據現場實際需要自由設定，給油量調整方便，可滿足不同潤滑制度的需求。

2.燒結機潤滑點分段及時間參數情況

第一段（1號混合機和1號燒結機機頭、機尾部分潤滑點）包含點號：1-8、61-64、153-168。循環時間240min，自定義時間參數為1003。

第二段（2號混合機和2號燒結機機頭、機尾部分潤滑點）包含點號：69-76、133-152。循環時間240min，自定義時間參數為2003。

第三段（1號燒結機滑道潤滑點）包含點號：9-60、65-68、169-172、179、180。循環時間30min，自定義時間參數為3004。

第四段（2號燒結機滑道潤滑點）包含點號：77-132、173-176、183、184。循環時間30min，自定義時間參數為4004。

四、ZDRH-2000型智能集中潤滑系統工作原理

1.ZDRH-2000型潤滑系統構成

系統由主控設備、油站、現場控制器、檢測部件和監控系統組成。

主控設備采用微機控制，作為潤滑系統的指揮設備，主要控制油站啟停，現場設備潤滑點的油量分配，現場信號數據采集處理。多種參數可調節，優化應用。

油站作為整套潤滑系統的心臟設備，采用電動高壓潤滑泵作為潤滑劑輸送部件，經管道將潤滑脂輸送到各個潤滑點。

現場控制器，采用電磁給油器控制各潤滑點打開或關閉來實現供油。

檢測部件，采用流量傳感器實時檢測監控每個潤滑點的供油狀態，定位現場信息并反饋給主控系統。有故障及時報警，提示操作人員去處理。

監控系統，采用微機遠程設定參數、遠程監控、遠程維護，有故障及時報警并記錄，便于檢修維護。

2.智能集中潤滑系統控制原理

控制系統工作分為手動、自動兩部分，自動是主要的控制方式。

手動運行時，主控室畫面上的按鈕可對應現場的相應潤滑點。開啟油泵后，潤滑脂被壓注到主管路中，按下潤滑點按鈕（按鈕組合編號與現場潤滑點相對應），電磁給油器得到信號，開通油閥，潤滑脂壓注到相應的潤滑點。潤滑供油時間可根據各潤滑點的實際需要決定。手動控制一般在調試和檢修時用于單點控制。

自動運行時，可編程控制器按照已編制好的程序自動運行，系統首先檢測系統中的參數，如系統中無參數時，供油系統禁止運行，只有在各系統參數輸入后，系統才會按照所設定值自動運行。這一過程可分四步。

第一步首先檢測聯鎖控制參數。聯鎖控制參數為1時，則處于聯鎖控制狀態，系統開始檢測聯鎖信號（即主機啟動信號），主機沒啟動，沒有聯鎖信號，潤滑系統無法運行，等待主機送來聯鎖信號后，開始自動運行并進入下一步。聯鎖控制參數為2時，則處于自動運行無聯鎖狀態，直接進入下一步。

第二步則檢測油泵參數。油泵參數為1時，則1號油泵自動啟動。油泵參數為2時，2號油泵啟動。油泵參數為3時，1號油泵運行90s，系統壓力仍處于下限時，開啟2號泵。油泵參數為4時，2號油泵運行90s，系統壓力仍處于下限時，開啟1號泵。

第三步逐點供油。逐點供油是用壓力檢測來控制油泵的過程。工作流程如圖1所示。

油泵開啟一段時間后，系統壓力上升至設定值時，電磁給油器根據主控系統發來的指令進行逐點給油，一般先從1點開始，1號油閥打開，按照所設定的時間開始給1號潤滑點供油，同時1號潤滑點的流量傳感器監控潤滑點的供油狀態，潤滑點堵塞時，報警系統立即動作，輸出報警信號，同時監控系統記錄故障信息，供油時間到后，主控系統發出指令1號油閥關閉，2號油閥打開，開始給2號潤滑點供油，2號潤滑點供完油后關閉，3號潤滑點打開，就這樣依次按照主控設備發來指令進行下去。直到最后一個潤滑點184號供油完畢，最后一個電磁給油器關閉，同時油泵自動停止，系統進入下一步。

第四步開始循環等待延時。循環等待時間到后系統又開始進入一個新的供油循環。其自動供油流程如圖2所示。

在設備自動運行過程中，各潤滑點供油時，主控系統顯示該點正在供油與該點供油時間以及潤滑點供油狀態，系統進入循環間隔時間后，主控系統顯示間隔時間倒計數值，以便清楚當前設備運行狀態。油泵又開始自動啟動，同時潤滑點打開，下一個供油循環開始。每個點的供油時間可通過微機來進行改變，大循環時間也可修改。每一次運行后，主控系統都會自動記錄下故障信息等一些數據，以便管理和維護。壓力調節系統隨時顯示和控制系統供油壓力，反饋至主控制系統，如系統出現油壓過高的故障時，壓力控制系統動作，油泵停止工作，從而保護了油泵。在設備出現故障時，主控系統采取相應措施進行處理，當措施無效后，向上位機發出故障請求信號，以便檢修人員來進行相應處理。

五、潤滑系統改造后效果

（1）可編程控制技術替代繼電器接觸器控制，使系統達到機械、電器、自動化三重安全設置，保證設備安全可靠運行。

（2）自由排序，按需逐點供油。供油方式由原來的每點同時供油改為逐點供油，按設定程序、順次給油，每點供油量根據實際需要設定。每點給油時間、間隔時間根據需要設定。逐點供油可與系統設備聯鎖。提供了靈活的潤滑控制方式，可保證供油壓力和供油可靠性。

（3）定時、定量供油，對每一點的加油量可自行設定。對每一點的運行狀態實時監控，能根據工藝要求隨時調整供油參數。潤滑設備的循環、供油時間根據潤滑段的分布情況不同，控制參數也不同。設備管理人員可根據現場設備運行工況來進行自定義設定調整，以達到供油時間為主、循環時間為輔，既能保證設備潤滑可靠，減少磨損，節約能源，又不會造成油脂浪費。

（4）逐點檢測，及時反饋。通過流量傳感器檢測油在管道的位移信號，準確檢測各潤滑點的供油狀態，檢測到故障及時報警，且能準確判斷出故障點所在，便于操作工的維護與維修。操作員可根據設備各點潤滑要求的不同，通過遠程調整參數，以適應燒結機的潤滑要求。

（5）遠程監控，人性操作。故障查詢，智能判斷。真實反映現場每個潤滑點供油狀態，現場情況一目了然。在微機上實現手動/自動切換，可手動單點給油與檢測，可與系統設備聯鎖。在微機上直接顯示各故障點的具體位置，準確判斷每個潤滑點、潤滑元件故障。系統自帶故障類型數據庫。

六、結束語

燒結機智能潤滑系統通過改造后，采用微機與可編程控制器相結合的方式，可與網絡掛接與上位機系統連接，實時監控，使潤滑狀態一目了然。系統投入運行以來（已運行一年多），未發生因潤滑問題而造成設備損壞的情況。整套系統運行穩定、可靠。自動調整潤滑油（脂）供給量，設備使用效率提高，油品消耗降低，日常工作維護量減少，生產成本大大降低。