浅谈PLC在稀油站控制系统中的应用与维护

张喜平 张晋 王淑芳

摘要：本文从电气运行的角度出发，分析PLC的特征及维修要点，并针对PLC在稀油站润滑控制系统中的应用，提出解决实际问题的方法。

关键词：电气运行 稀油站 PLC 特点 维护

0 引言

赛马水泥公司下属的一分厂水泥粉末车间以水泥制备为主。最主要的设备就是球磨机，其长度为13米，3内经3.8米加装上研磨体后近200吨，生产设计能力70-75t/h。球磨机的主要装置由进料装置、滑履轴承、回转部分、出料装置、中心传动装置给主减速机、滑履轴承的润滑装置组成。对于球磨机这样的大型设备来说，它的流转正常与否，润滑装置——稀油站起着至关重要的作用。

1 稀油站的基本工作流程簡介

稀油站在稀油循环润滑系统中发挥着核心作用，通过稀油站将润滑油液输送到设备的摩擦部位。润滑油在机器工作时，就会在摩擦作用下产生一层层油膜，这种油膜包裹在机器零部件摩擦接触表面的周围，从而减轻了机器设备的自我摩损。此外，润滑油还可以吸收机器设备摩擦产生的大量热量，从而降低机器工作的温度，提高其使用寿命。

稀油站的基本工作流程是利用PLC对电机进行控制，从而实现对泵的控温和润滑的作用。举例来说，XYZ-G型稀油站（0.4MPa）在正常工作的情况下，从齿轮泵的油箱中将油液抽出，在输送之前经过单向阀和双筒网式油滤器的过滤，然后经过列管式油冷却器的冷却降温后，才被输送到机械设备的润滑点。在一般情况下，稀油站的供油压力控制在0.1MPa到0.4MPa之间。在实际工作过程中，可以根据机械设备摩擦、自损的强度大小，对润滑油的供油量进行适度调节，在机械设备工作负荷较大、温度较高时，可以适当增加油量供给，而在设备工作负荷较轻时，则适当酌情减少油量的供给，这个过程可以通过调节安全阀的压力来实现，若是稀油站的工作压力高于安全阀的设定压力时，安全阀就会自动打开，从而将多余的油液返送到油箱。根据实际工作经验，一般情况下是配置两台油泵，保持一台在日常工作中使用，同时为应付突发的情况，还需要留出一台作为备用。

≥250L/min稀油站，在实际工作过程中润滑油需要使用蒸汽进行加热，仪表盘尚多一检测冷却器进出水管压差的仪表，其主要部件均另外装于基础上；而≤125L/min稀油站的全部部件都装在油箱上，为整体式结构。其结构的基本特点如下：①不使用备用油泵，能够完成对设备润滑点的持续供油。②可以使用粘度较高的润滑油，该结构在设计中，冷却器之前安装了滤器，在很大程度上提高了润滑油的过滤能力，同时也使得输送润滑油的通过能力得到了不少提升。③该结构使用的是双筒式过滤器，这种过滤器的好处是能够在设备正常运转的情况下，对过滤器滤芯进行必要的清洗和更换。④该系统使用的是管式油冷却器，其冷却效果较好，并且阻力也小，维修过程简单方便。

稀油站主要由油箱、过滤器，认字齿轮泵电接点压力表、电接点温度表、油流量发生器及内含PLC的控制柜组成。其中油箱的主要功能在于为设备的正常运转提供储备油料，过滤器将通过的油液进行过滤，减少油液中的杂质，这样可以减轻油液杂质对机械设备的内部磨损。

①供应油系统的电接点压力表用于油泵油压和管路油压的监控，当高压系统的油压超过“油压正常压力值”的时候，中控系统才有允许启动信号，方可启动磨主机。低压系统配置2台油泵，在日常工作时，一台作业，一台备用，以防在另一台出现故障时，可以马上替换，不耽误作业进行。使用转换开关，可以实现对两台油泵的同时控制，在供油系统的出口装有油流量发生器，用于监控管路中的油流量，当管路中的流量较小或断流时（如油位低或油过滤口堵塞），发出报警并停机。

②油箱中装有一电接点的温度计，用于测定油箱中的油液温度并控制油箱中的点加热器的启动和停止。当油温要低于10℃，自动启动点加热器对油液加温；当油温升至40℃，则电加热器自动停止。在供油系统出口处装有另一接点的温度计，当显示的供油温度高于55℃时，发出报警信号，中控通知现场巡检人员开启板式冷却器给供油系统降温，或检查冷却水有无堵塞现象。该厂稀油站的板式冷却器一般只有冬季停止使用，其余一直使用板式冷却器为供油系统降温。

③稀油站控制系统采用集中控制和计旁手动控制方式，可用转化开关切换。集中控制与中控DCS相配合联锁开停。手动控制是在磨机停止后用于磨机满转或检修时使用，可在机旁开停稀油站油泵或电加热器。这种控制方式灵活简单，也便于技术人员操作。

④在下列任何一种情况下，磨机不得强行启动：a油泵压力低于或高于设定正常值；b油箱中的电接点温度计测得油温低时；c供油系统油流量低于设定值或高于设定值时；d磨机的慢驱系统与主机未脱离时。在这三种情况出现时，技术人员必须要对其进行检查，在恢复到正常情况之后，才可以启动。

⑤当冷却水器开启使用过程中，供油温度持续上升至60℃时必须停磨，认真检查减速机轴瓦和管路。主减速机稀油站配电柜上有温度巡检仪，对减速机内部的12片轴瓦进行温度检测，并在温度巡检仪上一一显示出来；如果温度超过设定值（本厂设定值为60℃）时，发出报警信号给PLC一个停机信号，磨机跳停，这时保全人员必须认真检查设备。

2 软硬件系统

PLC是一种现场工业控制设备，广泛用于各种控制领域。它具有高度的可靠性，机器无故障时间达4～5万小时。在实际工作过程中，可以依据具体作业强度，合理控制设备的运转。稀油站PLC控制系统使用一个十槽机架，由cpu-01-E控制单元，C200H-MR831存储单元，LA222，IA221（220v-240vAC）输入单元，oc222、oc221（250vAC）继电器输出单元及SP001扩展单元一块（备用）组成。控制程序部分说明如下：

①当主减速机润滑泵启动前，用转化开关切换用哪一台泵哪一台备用（既开1备2或开2备一）。当启动其中一台油泵时，压力达不到“油压正常值”时，自动停备用泵。转换开关分现场和中控两种方式控制有DCS发出指令，用于开停机和监控现场各压力、温度参数等；现场控制方式主要用于磨主机慢转及检修时用，或者DCS出现问题时，转入现场开停，不影响生产。

②减速机稀油站油箱温度低于10℃时，油箱内电加热自动启动，当油箱温度达到40℃时，自动停止电加热器。该控制由电接点温度仪表控制，它的调节随现场实际情况而定。

③当减速机供油系统油压低，油流量小时，润滑系统输出模块有故障信号输出，使主机接收故障信号而跳停。

④稀油站上各个检测元件应经常检查，一年更换或校验一次。设备运行时检测元件损坏应及时停机，进行更换。不允许将检测元件的线路短接或挑线，避免造成设备重大事故。例如企业09年辅助原料磨的主减速机稀油站的油压压力低报，但压力低报信号未输入，主减速机在断油情况下运行直至减速机轴瓦超温报警输入时主机跳停，但造成主减速机的3、4号轴瓦报废，停机半月之久，严重影响生产。因此，在实际作业过程中，管理人员应当尽量避免出现上述情况。在分析事故原因时发现，稀油站油泵对轮磨损，油泵压力一直低。可是油压压力低报信号被人为从PLC的输入端挑开，从而导致严重的事故。

3 PLC的日常维护和检修

①PLC在实际工作期间，其使用的电源电压不可出现幅度较大的变化，根据相关标准，一般控制在正常电压的110%以内，同时不可低于正常电压的85%，如果出现电压超出上述范围，就必須立即停止工作，进行相关检修。

②检查C200H-BAT09电池是否需要更换，因为该电池的使用寿命会随着工作环境温度的升高而缩短，在这种情况下，如果作业环境温度过高，比如在超过25℃的环境下，电池的使用寿命一般不超过5天。基于这种情况，设备维修检测人员，要密切观察设备的作业温度，同时做好电池的使用时间记录，及时合理的更换电池，避免因电池的耗尽而引起别的不必要的故障。

③PLC控制器不能有积灰，环境相对温度35%-85%之间（无结露）为宜。检测各单元是否可靠牢固，无松动，连接电缆的连接器是否完全插入旋紧，无松动，外部配线的螺钉是否松动，接点输出继电器是否损坏。由于PLC的本质是以弱电信号工作的电子设备，适应环境差是它的的固有弱点，赛马集团又是水泥建材行业，工作环境不是特别理想。PLC在环境差的地方工作时，故障也较多。故障大多表现为PLC内部的继电器故障和输入信号不稳定。（如该厂包装车间的水泥包装机）。因此，维修检测人员在日常工作过程中，要提高对PLC内部的继电器输入信号的检测频率，如果发现其信号不稳定，则需要尽快分析原因，解决故障。

④PLC常见故障种类及诊断方法。

如表1、表2所示：

表1 故障现象的分类及故障原因

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表2 故障诊断要点及处理方法

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⑤为了方便生产顺利进行，从CPU至I/O模块以及I/O端子板联接器、保险管、输出继电器都应有备件以便急用。检查时间以半年至一年为一个周期，视设备环境而变。

4 结束语

虽然PLC控制器具有上述优点，但必须保证它的使用环境基本无灰尘、无污染；对不良单元更换后，要检查新单元是否正常可靠。此外，对于稀油站为球磨机这大型设备的润滑系统装置，还应当定期清洗油过滤器，各设定点应定期进行校正，油质应定期进行检测，不合格应更换。这样，才能使设备的故障少，保证设备的高运转率，更好的保护生产的顺利进行。

参考文献：

[1]李国厚，杨青杰，陈艳锋.PLC在球磨机润滑控制中的应用[J].工矿自动化，2006（01）.

[2]苏赟.PLC在缸套内孔专机润滑系统中的应用[J].制造技术与机床，2006（08）.

[3]罗有鑫，赵正安.磨机稀油站电路管理不容忽视的问题[J].中国水泥，2010（06）.

作者简介：

张喜平（1972-），男，讲师，大学，宁夏工商职业技术学院机电系；张晋（1974-），女，讲师，硕士，宁夏工商职业技术学院机电工程系；王淑芳（1978-），女，助讲，硕士，宁夏工商职业技术学院机电工程系。