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、低壓電力線載波通信原理與特點(diǎn)

電力線載波通信是利用傳輸工頻電能的線路作為傳輸媒介的通信方式，是電力線特有的一種通信方式，利用現(xiàn)有電力線，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)。可以分為高壓電力線載波通信、中壓電力線載波通信、低壓電力線線載波通信。

低壓配電網(wǎng)是一個(gè)用戶最多、分布最廣的能源傳輸網(wǎng)絡(luò)，在低壓電力線載波通信中，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，電力線載波通信原理結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

電力線載波數(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。

電力線載波通信屬于“無(wú)新線”技術(shù)，未來(lái)是一種重要的設(shè)備總線通信技術(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，減輕用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

圖1 電力線載波通信原理結(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）有線通信。即專門鋪設(shè)用來(lái)傳輸信號(hào)的網(wǎng)線、光纖、電話線等信號(hào)線纜，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)線通信。該方式不需要專門鋪設(shè)通信線纜，通過(guò)無(wú)線通信技術(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，且易受周圍電磁信號(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)電源線為載體，通信信號(hào)以低壓電力線載波形式傳輸。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。電力部門通信的專用傳輸頻段為40～50 kHz，所以在進(jìn)行設(shè)定傳輸頻段時(shí)需要避開(kāi)電力部門通信專用頻段。PLC調(diào)制解調(diào)模塊的成本也遠(yuǎn)低于無(wú)線模塊，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

電力線在大型機(jī)械上是必不可少，采用低壓電力線載波通信方式，可節(jié)省大量費(fèi)用，不需要另架專線，也不占用現(xiàn)有的頻譜資源，而且免維護(hù)，省時(shí)省工，線路簡(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)的通信線纜布置量大或通信線纜布置不便，引入低壓電力線載波通信，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。