油氣潤滑在天鐵集團棒線廠的應用及故障處理

任曉琴

（天津天鐵冶金集團棒線廠，河北涉縣056404）

油氣潤滑在天鐵集團棒線廠的應用及故障處理

任曉琴

（天津天鐵冶金集團棒線廠，河北涉縣056404）

介紹了油氣潤滑在天鐵棒線廠軸承潤滑過程中的工作方式和實現的功能。針對生產過程中出現的故障，結合PLC監控程序進行分析處理，通過將系統的控制程序進行優化，油氣潤滑系統保證了高速線材的穩定順產。

油氣潤滑;高速線材;自動控制

1 引言

天鐵集團棒線廠軋機軸承采用油氣潤滑系統進行潤滑，潤滑效果良好且故障率低，有效提高了機組的生產效率。但由于此條高速線材生產線已投產5年，油氣潤滑系統在使用過程中難免發生故障。針對發生的故障情況，結合PLC程序監控對自控系統進行分析，很快發現并解決了出現的問題。

2 系統介紹

油氣潤滑系統是一套完整的機電一體系統，可用于自動向潤滑點供送潤滑劑，利用壓縮空氣的作用對潤滑劑進行輸送及分配的集中潤滑系統。

2.1 系統的結構特點

整個油氣潤滑系統結構如圖1所示。

（1）由1個主站、6個分配箱、兩級油氣分配器以及中間連接管道等組成。

（2）主站負責向分配箱供送潤滑劑。

（3）分配箱的作用是將主站供送來的潤滑劑進行分配，并和壓縮空氣混合形成油氣混合物后再供給下游的油氣分配器。在分配箱中裝設有完整的壓縮空氣處理裝置，對壓縮空氣進行處理，而對潤滑劑的分配則是由遞進式分配器來完成的，潤滑劑和壓縮空氣在油氣混合塊中進行混合后，形成紊流狀的氣液兩相流體即油氣混合物[7]。

2.2 潤滑劑供給

潤滑劑由主站上的泵供給，泵是間歇工作的且啟動和停止沒有周期性，齒輪泵的工作和主站至分配箱之間的油壓壓力有關，當油壓壓力低于5 MPa時，電機接通，泵開始工作；而一旦油壓壓力高于7 MPa，則電機關閉，泵停止工作。油壓壓力的上、下限由主站上的壓力開關進行監視[7]。

2.3 壓縮空氣供給

壓縮空氣接自用戶工廠的氣源并供送給6個分配箱。為保證系統正常工作，壓縮空氣的壓力不得低于0．3 MPa。

2.4 潤滑劑分配

潤滑劑的計量及分配是通過遞進式分配器進行的，遞進式分配器可以間歇工作或連續工作。間歇工作是指分配器在工作一個或數個行程（遞進式分配器中的所有活塞動作都動作一次稱為一個工作行程）后即暫停工作，直到接到新的工作指令；而連續工作則是指分配器在壓力油的推動下，所有活塞不停地工作。

棒線廠遞進式分配器的工作方式是間歇工作的。由于遞進式分配器上裝設有接近開關，可以對分配器的工作行程數進行計數，一旦行程數達到設定值，球座式換向閥就會關閉，隨后遞進式分配器就暫停工作直到下一個工作周期。遞進式分配器也決定了潤滑劑的供給量。供油時一般采用多次供送，而每次供油量較小的方式進行供油，這樣做使潤滑點在任何時候都能得到連續的、等量的潤滑劑。

為了實現系統的正常功能，需對遞進式分配器進行監視。監視方式分為兩種：一種是設置一個總監視時間，遞進式分配器在接到工作指令后需在此時間內完成規定的行程數，否則發出報警信號，這種監視是通過時間倒數計時的方式體現的；另一種是對遞進式分配器的行程時間進行監視，比如說分配器工作一個行程需用時8 s，此時行程監視時間可設置為15 s，也就是說分配器須在15 s內工作一個行程，否則就發出報警信號，如果分配器需工作數個行程，則分配器每工作一個行程后其行程監視時間應重設。

由于遞進式分配器是間歇工作的，即遞進式分配器有一個暫停/工作周期，因此其暫停時間和工作時間之和不多于監視時間，而遞進式分配器完成工作行程數所花的時間也不超過其監視時間。對每個分配箱上的遞進式分配器的監視也是單獨進行。

圖1 系統結構圖

3 油氣潤滑報警的原因分析及解決措施

生產過程中油氣潤滑系統頻繁出現“報警”和“故障”，通過對“報警”和“故障”的現象進行跟蹤和觀察，利用PLC監控在線運行程序，對現場報警和故障進行了詳細分析與處理。

3.1 故障觀察

使用過程中油氣潤滑出現故障，通過觀察發現故障主要有以下兩點：

（1）1#、3#、6#分配箱分別報故障，先是報“3#分配箱油路故障”，然后1#和6#也開始無規律地報警。

（2）“報警”發現后，按報警確認，可以把“報警”復位，但是“故障”發生后，按故障確認就無法復位，不得不把油氣潤滑系統停機重啟動才能暫時恢復正常供油。每次發生“故障”之后，軋線設備必須全部停下來，然后把油氣潤滑系統重啟動，系統供油正常后再通知調度組織恢復生產。不但使連續生產受到很大影響，而且由于油氣供應中斷，對全線需要油氣潤滑的設備遭受不同程序的損壞，進而發生堆鋼等一連串事故。

3.2 故障產生原因分析及解決措施

（1）針對無規律報警的故障，觀察發現報故障時分配器上的電磁閥得電，但分配器不能正常工作，可以初步判斷分配器使用時間過久，從而出現活塞磨損的情況，經檢修人員更換分配器后，故障不再出現。但此時又出現一個新的問題，就是接近開關達到監視的行程次數時仍不停止，還要繼續2～3個行程，而此時電磁閥已經斷電（斷電由程序控制）。由此判斷，電磁閥有可能出現即使失電也沒有關到位的情況，需要對電磁閥進行更換。更換電磁閥之后，第一個故障基本解決。

（2）針對“報警”發現后無法復位的問題，由程序分析如下。

“報警”分析：行程時間20 s之內不出油，即報警，不影響電磁閥。

“故障”分析：總監視行程210 s內不出油，即故障，可導致電磁閥無法得電，即分配器無法正常工作。

排除第一個故障之后，為了繼續觀察1#、3#、6#是否會出現報警或故障，需要長時間運行油氣潤滑。但同時為了避免不必要的浪費，對2#、4#、5#進行了設置，將其行程數改為“1”，周期延長至360 s，總行程未改動（還是210 s），此時，系統出現2#、4#、5#接連發生故障的情況，且不能復位（按面板上的故障復位無效）。只能通過監視在線程序來查找不能復位的原因。

通過在線監視發現2#、4#、5#的油路監視都處于接通狀態，由此聯想到感應觸針的接近開關處于長亮狀態，二者一致。下面以1#分配箱的程序為例來說明為什么油路監視處于接通狀態時無法進行復位，見圖2。

圖2 NW45、NW46原程序圖

在NW45中，I4．1（1#油路監視為1），T39計時器在M1．0為1的情況下開始計時，達到預設總行程監視時間210 s后接通，此時在NW46中，由T39接通導致系統故障信號M11．1出現。此時如果按復位，即NW45中的M1．5接通，因I4．1為常1狀態，所以M1．5的通斷對M83．1不起作用，定時器也不會因此關斷，所以此時無法復位。為了避免這一現象，對程序進行改動，見圖3。

此時若進行復位，即M1．5變為1之后，經過丨NOT丨信號，定時器T39自動關斷，就不會出現圖2中M11．1的故障信號了。

復位的問題得到解決，但I4．1油路監視的故障尚未解決，對其進行分析，通過觀察程序，見圖4。

圖3 修改后NW45程序圖

分析如下：在NW37中，1#油路行程次數設為1，即DB11DBW4為1，如果此時油路監視I4．1為1狀態，則計數器到新工作周期一開始便計1，然后C2馬上失電，控制電磁閥的繼電器Q9．1在NW48中受C2約束不能接通，現場也就不會有電磁閥的動作，油路也就不會改變狀態：即油路監視I4．1為常1。在NW45中，T39不能以下一周期重新開始計時，則時間到了之后在NW46中出現油路故障，即M11．1=1。此時如果把行程數改為2、3或4，則C2在新的工作周期開始時即使計1個也不會失電，Q9．1可以接通，油路則會改變目前的狀態，即I4．1會通斷一下，此時在圖3的NW45中，T39就以下一周期重新開始計時，就不會出現超時的情況，因此不會報警。

圖4 NW37,NW38程序圖

4 總結

通過這次對故障的分析和改造，將本系統的控制程序進行了優化，采取了有效的改進措施，改造后的油氣潤滑系統為高速線材的順產也提供了保證。同時也對自動控制原理及應用有了進一步認識，為以后的程序優化改造打下了基礎。

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[2]施仁.自動化儀表與過程控制[M].北京：電子工業出版社，2009.

[3]劉鍇.深入淺出西門子S7300PLC[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004.

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[6] 許謬.電氣控制與PLC控制技術[M].北京：機械工業出版社，2005：153-154.

[7]韓功波，張鋒.油氣潤滑技術在高速紙機軸承潤滑的應用研究[J].中華紙業，2011（6）：68-71.

Application and Failure Handling of Oil Mist Lubrication System to Bar and Wire Rod Mill of Tiantie Group

REN Xiao-qin
(Bar and Wire Rod Mill,Tianjin Tiantie Metallurgical Group Co．,Ltd．,She County, Hebei Province 056404,China)

The paper explains the working method and functions of oil mist lubrication in bearing lubrication process at Tiantie Bar and Wire Rod Mill．In order to solve the problem in production,analysis was carried out in combination with PLC monitoring program．The control program was optimized．The reformed oil mist lubrication system ensured the stable and smooth production of high speed wire rod．

oil mist lubrication;high speed wire rod;automatic control

10．3969/j．issn．1006-110X．2015．03．017

2015-01-13

2014-02-15

任曉琴（1984—），女，工程師，主要從事于電氣管理工作。