熱軋主電機潤滑系統的研發與應用

劉勝利

（河鋼集團唐鋼信息自動化部, 河北唐山，063000）

1 系統設計

1.1 系統組成

河鋼唐鋼熱軋1700主電機潤滑系統原設計采用西門子200系統，此系統沒有上位機，所有的報警無法畫面顯示，出現故障時也無法通過程序進行連鎖查找。新系統包含4臺PLC柜，位于潤滑站就近位置；3套上位機，分別位于粗軋操作室、精軋操作室和電氣室。新的系統采用西門子300系統，增加各路油壓、液位模擬量檢測儀表，程序自動控制備用油泵和油壓控制器，并能在事故狀態下自動切換，同時將切換信息提示在上位機上。結合現場實際狀況開發人機交互畫面，配備實時數據監控系統及報警信息，使操作人員從遠程就可以完成對潤滑系統的起停控制和監控，縮短處理時間，大大降低了事故風險，減少安全生產事故及經濟損失。

新的系統結合現場實際狀況開發人機交互畫面，配備實時數據監控系統及報警信息，使操作人員從遠程就可以完成對潤滑系統的起停控制和監控，可以及時發現問題，縮短處理時間，大大降低了事故風險，避免安全生產事故及經濟損失。

熱軋1700主電機潤滑站共有四個潤滑站點，全部位于地下油庫，原系統泵的啟停控制、壓力及溫度的顯示都在現場操作，沒有上位機，異常報警也不能在生產線畫面顯示，出現故障時也無法通過程序進行連鎖查找。新系統包含4臺PLC柜，位于潤滑站就近位置；3套上位機，分別位于粗軋操作室、精軋操作室和電氣室。現場PLC柜通過網線連接，PLC與電氣室上位機由光纖通信，各上位機之間通過光纖。新的系統采用西門子300系統，結合現場實際狀況開發人機交互畫面，配備實時數據監控系統及報警信息，使操作人員從遠程就可以完成對潤滑系統的起停控制和監控。程序自動控制備用油泵和油壓控制器，并能在事故狀態下自動切換，同時將切換信息提示在上位機上。采用了上位機及監控軟件，技術人員在電氣室就可以及時發現問題，縮短處理時間，大大降低了事故風險，避免安全生產事故及經濟損失。

1.2 系統軟件功能設計

1.2.1 控制思路(基本功能)

本次EL項目改造完善了備用泵機制，根據實時監測的循環泵出口壓力和高壓泵出口壓力及時啟動備用泵，防止由于潤滑系統故障造成的軋機的停車和堆鋼事故，進而提高系統的穩定性。重新編寫了加熱器和冷卻水閥的控制機制，重新設定了溫度參數，使其更加合理和符合運行狀況。編寫了循環泵高壓泵的手動/自動啟動方式，符合現場實際需求。將循環泵和高壓泵的壓力以數值和報警的形式實時的展現在操作面板和HMI操作界面。

1.2.2 畫面設計

本次EL項目改造增加了HMI遠程界面操作功能。HMI界面采用西門子Wincc v7.3 軟件編輯，界面內容包含了：泵的模式選擇、泵的啟停操作、加熱器和冷卻水閥的工作狀態、壓力和溫度以及液位的實時監測、報警信息的界面顯示和記錄、操作信息的記錄、設備診斷等功能。HMI遠程界面操作界面的設計使得操作員能夠在電氣室實現EL潤滑系統的操作控制，并監控設備的運行狀況，自動記錄EL潤滑系統的運行數據，為EL潤滑系統的操作和維護帶來了極大地便利。

1.2.3 硬件組態

本系統采用西門子S7-300 PLC替代原有的S7-200 PLC,S7-300具有更加模塊化的硬件，易于擴展；更加豐富的編程語言，功能塊化的設計，使其不僅在編程過程中條理更加清晰，也增加了程序的可讀性。

1.2.4 程序設計

程序部分包含手動啟泵、自動啟泵、備用泵功能、加熱器控制、冷卻水控制、泵故障提示等功能。

2 關鍵技術

新系統根據現場實際需求增加了備用泵功能，壓力、溫度和液位的實時監控功能。在原有系統的的不足和新增功能的基礎上重新進行設備選型，重新圖紙設計和柜體加工，使新系統通功能更加完善、設計更加合理、柜體布局更加簡潔。

增加了備用泵功能。原系統中當循環泵出口壓力或高壓泵潤滑壓力達不到設定值，只能采取主電機停車的方式保護設備，這樣將會導致堆鋼事故。新系統中采用備用泵機制，當循環泵出口壓力或高壓泵潤滑壓力低會啟動相應備用泵，保證循環泵出口壓力或高壓泵潤滑壓力在設定值范圍內，大大提高了設備的運行穩定性，減少了事故率。

新系統中增加了HMI界面功能。通過友好的的界面設計將EL潤滑系統更加簡潔呈現在電腦畫面，方便操作員在電氣室對EL潤滑系統進行操作和監控，新增的報警和操作記錄界面實時記錄設備的運行狀況和操作信息，方便操作員查找過往的報警和操作信息，幫助操作員快速查找故障原因。

增加曲線監控功能。在新系統中加入了曲線監控軟件，將系統中的數字量和模擬量全部加入監控軟件，進行實時監控。對設備的功能劣化可以動態掌握，避免了因設備故障而造成的停車。

3 結束語

現在國內大部分主電機潤滑都是采用ET200系統，程序邏輯簡單，報警不易查詢，很少設置上位機。本系統改造的思想已經很成熟，控制技術也已經完全掌握。控制的準確性和成熟性也已經達到國內領先水平。通過7個月的運行測試，系統穩定可靠，達到了預期效果，滿足了改造要求，保證了生產的連續穩定運行。