淺談PLC在稀油站控制系統中的應用與維護

張喜平 張晉 王淑芳

摘要：本文從電氣運行的角度出發，分析PLC的特征及維修要點，并針對PLC在稀油站潤滑控制系統中的應用，提出解決實際問題的方法。

關鍵詞：電氣運行 稀油站 PLC 特點 維護

0 引言

賽馬水泥公司下屬的一分廠水泥粉末車間以水泥制備為主。最主要的設備就是球磨機，其長度為13米，3內經3.8米加裝上研磨體后近200噸，生產設計能力70-75t/h。球磨機的主要裝置由進料裝置、滑履軸承、回轉部分、出料裝置、中心傳動裝置給主減速機、滑履軸承的潤滑裝置組成。對于球磨機這樣的大型設備來說，它的流轉正常與否，潤滑裝置——稀油站起著至關重要的作用。

1 稀油站的基本工作流程簡介

稀油站在稀油循環潤滑系統中發揮著核心作用，通過稀油站將潤滑油液輸送到設備的摩擦部位。潤滑油在機器工作時，就會在摩擦作用下產生一層層油膜，這種油膜包裹在機器零部件摩擦接觸表面的周圍，從而減輕了機器設備的自我摩損。此外，潤滑油還可以吸收機器設備摩擦產生的大量熱量，從而降低機器工作的溫度，提高其使用壽命。

稀油站的基本工作流程是利用PLC對電機進行控制，從而實現對泵的控溫和潤滑的作用。舉例來說，XYZ-G型稀油站（0.4MPa）在正常工作的情況下，從齒輪泵的油箱中將油液抽出，在輸送之前經過單向閥和雙筒網式油濾器的過濾，然后經過列管式油冷卻器的冷卻降溫后，才被輸送到機械設備的潤滑點。在一般情況下，稀油站的供油壓力控制在0.1MPa到0.4MPa之間。在實際工作過程中，可以根據機械設備摩擦、自損的強度大小，對潤滑油的供油量進行適度調節，在機械設備工作負荷較大、溫度較高時，可以適當增加油量供給，而在設備工作負荷較輕時，則適當酌情減少油量的供給，這個過程可以通過調節安全閥的壓力來實現，若是稀油站的工作壓力高于安全閥的設定壓力時，安全閥就會自動打開，從而將多余的油液返送到油箱。根據實際工作經驗，一般情況下是配置兩臺油泵，保持一臺在日常工作中使用，同時為應付突發的情況，還需要留出一臺作為備用。

≥250L/min稀油站，在實際工作過程中潤滑油需要使用蒸汽進行加熱，儀表盤尚多一檢測冷卻器進出水管壓差的儀表，其主要部件均另外裝于基礎上；而≤125L/min稀油站的全部部件都裝在油箱上，為整體式結構。其結構的基本特點如下：①不使用備用油泵，能夠完成對設備潤滑點的持續供油。②可以使用粘度較高的潤滑油，該結構在設計中，冷卻器之前安裝了濾器，在很大程度上提高了潤滑油的過濾能力，同時也使得輸送潤滑油的通過能力得到了不少提升。③該結構使用的是雙筒式過濾器，這種過濾器的好處是能夠在設備正常運轉的情況下，對過濾器濾芯進行必要的清洗和更換。④該系統使用的是管式油冷卻器，其冷卻效果較好，并且阻力也小，維修過程簡單方便。

稀油站主要由油箱、過濾器，認字齒輪泵電接點壓力表、電接點溫度表、油流量發生器及內含PLC的控制柜組成。其中油箱的主要功能在于為設備的正常運轉提供儲備油料，過濾器將通過的油液進行過濾，減少油液中的雜質，這樣可以減輕油液雜質對機械設備的內部磨損。

①供應油系統的電接點壓力表用于油泵油壓和管路油壓的監控，當高壓系統的油壓超過“油壓正常壓力值”的時候，中控系統才有允許啟動信號，方可啟動磨主機。低壓系統配置2臺油泵，在日常工作時，一臺作業，一臺備用，以防在另一臺出現故障時，可以馬上替換，不耽誤作業進行。使用轉換開關，可以實現對兩臺油泵的同時控制，在供油系統的出口裝有油流量發生器，用于監控管路中的油流量，當管路中的流量較小或斷流時（如油位低或油過濾口堵塞），發出報警并停機。

②油箱中裝有一電接點的溫度計，用于測定油箱中的油液溫度并控制油箱中的點加熱器的啟動和停止。當油溫要低于10℃，自動啟動點加熱器對油液加溫；當油溫升至40℃，則電加熱器自動停止。在供油系統出口處裝有另一接點的溫度計，當顯示的供油溫度高于55℃時，發出報警信號，中控通知現場巡檢人員開啟板式冷卻器給供油系統降溫，或檢查冷卻水有無堵塞現象。該廠稀油站的板式冷卻器一般只有冬季停止使用，其余一直使用板式冷卻器為供油系統降溫。

③稀油站控制系統采用集中控制和計旁手動控制方式，可用轉化開關切換。集中控制與中控DCS相配合聯鎖開停。手動控制是在磨機停止后用于磨機滿轉或檢修時使用，可在機旁開停稀油站油泵或電加熱器。這種控制方式靈活簡單，也便于技術人員操作。

④在下列任何一種情況下，磨機不得強行啟動：a油泵壓力低于或高于設定正常值；b油箱中的電接點溫度計測得油溫低時；c供油系統油流量低于設定值或高于設定值時；d磨機的慢驅系統與主機未脫離時。在這三種情況出現時，技術人員必須要對其進行檢查，在恢復到正常情況之后，才可以啟動。

⑤當冷卻水器開啟使用過程中，供油溫度持續上升至60℃時必須停磨，認真檢查減速機軸瓦和管路。主減速機稀油站配電柜上有溫度巡檢儀，對減速機內部的12片軸瓦進行溫度檢測，并在溫度巡檢儀上一一顯示出來；如果溫度超過設定值（本廠設定值為60℃）時，發出報警信號給PLC一個停機信號，磨機跳停，這時保全人員必須認真檢查設備。

2 軟硬件系統

PLC是一種現場工業控制設備，廣泛用于各種控制領域。它具有高度的可靠性，機器無故障時間達4～5萬小時。在實際工作過程中，可以依據具體作業強度，合理控制設備的運轉。稀油站PLC控制系統使用一個十槽機架，由cpu-01-E控制單元，C200H-MR831存儲單元，LA222，IA221（220v-240vAC）輸入單元，oc222、oc221（250vAC）繼電器輸出單元及SP001擴展單元一塊（備用）組成。控制程序部分說明如下：

①當主減速機潤滑泵啟動前，用轉化開關切換用哪一臺泵哪一臺備用（既開1備2或開2備一）。當啟動其中一臺油泵時，壓力達不到“油壓正常值”時，自動停備用泵。轉換開關分現場和中控兩種方式控制有DCS發出指令，用于開停機和監控現場各壓力、溫度參數等；現場控制方式主要用于磨主機慢轉及檢修時用，或者DCS出現問題時，轉入現場開停，不影響生產。

②減速機稀油站油箱溫度低于10℃時，油箱內電加熱自動啟動，當油箱溫度達到40℃時，自動停止電加熱器。該控制由電接點溫度儀表控制，它的調節隨現場實際情況而定。

③當減速機供油系統油壓低，油流量小時，潤滑系統輸出模塊有故障信號輸出，使主機接收故障信號而跳停。

④稀油站上各個檢測元件應經常檢查，一年更換或校驗一次。設備運行時檢測元件損壞應及時停機，進行更換。不允許將檢測元件的線路短接或挑線，避免造成設備重大事故。例如企業09年輔助原料磨的主減速機稀油站的油壓壓力低報，但壓力低報信號未輸入，主減速機在斷油情況下運行直至減速機軸瓦超溫報警輸入時主機跳停，但造成主減速機的3、4號軸瓦報廢，停機半月之久，嚴重影響生產。因此，在實際作業過程中，管理人員應當盡量避免出現上述情況。在分析事故原因時發現，稀油站油泵對輪磨損，油泵壓力一直低。可是油壓壓力低報信號被人為從PLC的輸入端挑開，從而導致嚴重的事故。

3 PLC的日常維護和檢修

①PLC在實際工作期間，其使用的電源電壓不可出現幅度較大的變化，根據相關標準，一般控制在正常電壓的110%以內，同時不可低于正常電壓的85%，如果出現電壓超出上述范圍，就必須立即停止工作，進行相關檢修。

②檢查C200H-BAT09電池是否需要更換，因為該電池的使用壽命會隨著工作環境溫度的升高而縮短，在這種情況下，如果作業環境溫度過高，比如在超過25℃的環境下，電池的使用壽命一般不超過5天。基于這種情況，設備維修檢測人員，要密切觀察設備的作業溫度，同時做好電池的使用時間記錄，及時合理的更換電池，避免因電池的耗盡而引起別的不必要的故障。

③PLC控制器不能有積灰，環境相對溫度35%-85%之間（無結露）為宜。檢測各單元是否可靠牢固，無松動，連接電纜的連接器是否完全插入旋緊，無松動，外部配線的螺釘是否松動，接點輸出繼電器是否損壞。由于PLC的本質是以弱電信號工作的電子設備，適應環境差是它的的固有弱點，賽馬集團又是水泥建材行業，工作環境不是特別理想。PLC在環境差的地方工作時，故障也較多。故障大多表現為PLC內部的繼電器故障和輸入信號不穩定。（如該廠包裝車間的水泥包裝機）。因此，維修檢測人員在日常工作過程中，要提高對PLC內部的繼電器輸入信號的檢測頻率，如果發現其信號不穩定，則需要盡快分析原因，解決故障。

④PLC常見故障種類及診斷方法。

如表1、表2所示：

表1 故障現象的分類及故障原因

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表2 故障診斷要點及處理方法

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⑤為了方便生產順利進行，從CPU至I/O模塊以及I/O端子板聯接器、保險管、輸出繼電器都應有備件以便急用。檢查時間以半年至一年為一個周期，視設備環境而變。

4 結束語

雖然PLC控制器具有上述優點，但必須保證它的使用環境基本無灰塵、無污染；對不良單元更換后，要檢查新單元是否正常可靠。此外，對于稀油站為球磨機這大型設備的潤滑系統裝置，還應當定期清洗油過濾器，各設定點應定期進行校正，油質應定期進行檢測，不合格應更換。這樣，才能使設備的故障少，保證設備的高運轉率，更好的保護生產的順利進行。

參考文獻：

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[2]蘇赟.PLC在缸套內孔專機潤滑系統中的應用[J].制造技術與機床，2006（08）.

[3]羅有鑫，趙正安.磨機稀油站電路管理不容忽視的問題[J].中國水泥，2010（06）.

作者簡介：

張喜平（1972-），男，講師，大學，寧夏工商職業技術學院機電系；張晉（1974-），女，講師，碩士，寧夏工商職業技術學院機電工程系；王淑芳（1978-），女，助講，碩士，寧夏工商職業技術學院機電工程系。