胡華國

(江西六國化工有限責任公司，江西 貴溪 335424)

PLC(可編程序控制器)作為傳統(tǒng)繼電器的替代產品已廣泛應用于工業(yè)控制的各個領域。由于PLC可以用軟件來改變控制的過程，并具有體積小，組裝靈活，編程簡單，抗干擾能力強及可靠性高等特點，特別適用于惡劣環(huán)境下運行。我公司球磨機屬溢流型球磨機，用于將磷礦濕磨成礦漿供生產用。其低壓電氣部分采用了PLC作為集中控制，這里以球磨機筒體主軸承潤滑稀油泵站的控制為例介紹了PLC控制的原理及外部接線等。

1 潤滑稀油泵站的構成及流程

稀油泵站的潤滑包括球磨機筒體兩端主軸承潤滑和驅動筒體的小齒輪軸承的潤滑。主軸承為滑動軸承，它的潤滑好壞對球磨機的穩(wěn)定運行是至關重要的，如潤滑效果不好，將影響軸瓦和軸頸的使用壽命，甚至造成重大設備事故，影響生產。

根據(jù)工藝投料流程主軸承分為入料口主軸承和出料口主軸承，為其潤滑的分別為入口稀油泵站和出口稀油泵站。兩稀油泵站各配置兩臺低壓油泵，一臺高壓油泵。低壓油泵：入口為1#、2#泵；出口為4#、5#泵。高壓油泵：入口為3#泵；出口為6#泵。稀油泵站還設有3只電加熱器，四塊指針式壓力表，兩只用于低壓油壓檢測的壓力控制器，一只高壓油壓檢測的壓力開關，一只浮球液位控制器，以及一只鉑熱測溫熱電偶等。由于兩稀油泵站配置相同，下面以入口稀油泵站為例說明泵站的工作流程。泵站流程見圖1。

圖1 入口稀油泵站流程圖

1)稀油站油箱 2)1#低壓油泵 3)2#低壓油泵 4)油過濾器 5)油冷卻器 6)3#高壓油泵 7)低壓油泵壓力 8)濾后壓力 9)供油壓力 10)1YK低壓油壓檢測 11)2YK低壓油壓檢測 12)高壓油壓力 13)3YK高壓油壓檢測

1#(或2#)低壓油泵工作時，潤滑油從油泵出口閥流入油過濾器到油冷卻器后，供油分三部分：一部分從筒體軸頸頂部淋下潤滑并冷卻主軸承，一部分供驅動筒體的小齒輪軸承潤滑，另一部分進入高壓油泵，高壓泵工作后，經溢流閥調整，當油壓大于調整壓力時，溢流閥自動打開，油流至入口主軸承軸瓦下部的油腔內，以在開機前將軸頸頂升起來，同時在軸瓦上形成油膜，在筒體旋轉時避免了軸頸與軸瓦的直接摩擦而損壞軸瓦。頂升后潤滑油經回流管流回稀油站油箱以循環(huán)使用。

2 稀油泵站電氣控制原理

入口和出口兩稀油泵站的配置及其電氣控制原理相同。由圖2稀油泵站邏輯工作框圖可知PLC對稀油泵站低壓油路和高壓油路的電氣控制原理。稀油站的正常運行是球磨機主電機開起的必要條件，主電機起動的其他條件及其控制在此不作表述。

圖2 球磨機稀油泵站邏輯框圖

2.1 低壓油路控制

每個油泵站設有兩臺低壓油泵，一臺工作，一臺備用，在控制室操作臺設有選擇開關1LK(或2LK)，可以選擇工作泵或備用泵的投入，當按下SB1時低壓油泵起動并有運行燈指示，PLC內計時器延時30秒電路自動檢測低壓油路壓力，若實測壓力P低于設定壓力上限P1(由2YK控制，設定壓力為0.15MPa)即PP2，其壓力差值在設定時不能大于0.05 MPa，P1、P2的值根據(jù)磨機廠家和現(xiàn)場調試確定。低壓泵停止由操作臺上SB2控制。

2.2 高壓油路控制

當?shù)蛪簼M足條件時可由SB3起動高壓泵，高壓油路中有一只壓力開關(3YK)內有兩只微動開關，一只設定高壓油壓上限值P1′，一只設定高壓油壓下限P2′。高壓泵運行后，高壓油進入主軸承下軸瓦中部油腔內，由于要頂起磨機筒體的軸頸，油壓瞬間出現(xiàn)一個高峰值(P1′設定必須大于此值為24 MPa)，此時油壓處于頂升區(qū)，當軸頸頂升起來后，潤滑油泄壓并在軸瓦上產生油膜，然后壓力急劇下降到P2′(P2′=A，設定壓力為6 MPa)，當實測壓力P≥P2時，油壓處于開機前的靜壓區(qū)，PLC內計時器延時5分鐘，才允許主電機開啟，主機開機時，由于筒體帶不平衡負荷，壓力值往上波動，油壓處于靜動壓區(qū)，待磨機運轉速度正常時，軸頸利用旋轉慣性在軸瓦油膜上“浮動”運轉，此時壓力值下降至動壓區(qū)(油壓約2～4 MPa)后比較穩(wěn)定。在主電機開機前實測壓力PP1′時，分別會顯示高壓管路油壓低、高壓管路油壓高聲光報警，此時需檢查高壓油路、閥門、油腔進出口是否漏油、堵塞等，排除故障后再繼續(xù)工作。主機開起后運行10分鐘高壓泵自動停止。正常開機時先開低壓泵，后開高壓泵，主機運行時低壓泵不允許停機，高壓泵未停機時不能停低壓泵，當主機停止后，高壓泵自動開起，延時10分鐘自動停止(或按SB4停止)，此時可以手動停低壓泵。高壓油壓動態(tài)曲線見圖3。

圖3 高壓油壓動態(tài)曲線

2.3 油箱加熱控制

考慮到冬季潤滑油容易凝結，油箱內設有電加熱器和測溫熱電偶、數(shù)顯溫控巡檢調節(jié)儀組成自動溫控加熱系統(tǒng)。其控制原理見圖4(以入口油箱加熱為例)。

當實際油溫t小于設定溫度下限t1(設定為15℃)時合上K3，開起油箱加熱器中，通過數(shù)顯溫控巡檢調節(jié)儀進行跟蹤處理，將數(shù)值量變?yōu)槟M開關量傳遞到PLC來控制電加熱器，使油溫控制在20℃～30℃間，并定時顯示溫度值，當油溫上升到溫度設定上限t2(設定為40℃)時，加熱自動停止。如因某種原因油溫升至設定高溫報警值t3(設定為55℃)時，立即發(fā)出聲音和燈光報警信號，操作人員應迅速切斷加熱電源并檢查冷卻水和油冷卻器是否正常。

圖4 油箱加熱控制框圖

2.4 油箱油位控制

采用浮球液位計對油位檢測，在油位最高、油位最低時，發(fā)出聲光報警信號提示操作人員及時調整油位。

3 PLC選型、構成及地址分配

根據(jù)潤滑系統(tǒng)輸入∕輸出點數(shù)，PLC選用“三菱”公司的F1—60MR型，其輸入地址為36點，輸出地址為24點，電源電壓AC220～240v±10%(50/60HZ)、觸點最大允許負載電流2A。PLC內部組成分輸入、邏輯、輸出三部分，輸入部分一般由無源觸頭(按鈕、開關等)或集電極開路的NPN管發(fā)出指令到輸入繼電器，邏輯部分由中央處理器(CPU)、監(jiān)控程序存儲器(EPROM)、用戶程序存儲器(RAM)和編程器構成，各指令由CPU按所編的程序進行運算處理到輸出繼電器，由于輸出觸點載流量小，其輸出命令經外部的中間繼電器、交流接觸器擴展后再輸出到各負載。PLC外部接線見地址分配表。軟件設計見各邏輯框圖。梯形圖(略)。

表 F1—60MR.PLC地址分配表

輸入地址輸出地址地 址名 稱地 址名 稱X500入口油箱油位低X501出口油箱油位高X502出口油箱油位低X503主電機起動X504主電機停止X505主電機運行X506主電機高壓故障X507

4 結束語

采用PLC控制的球磨機潤滑稀油泵站控制系統(tǒng)，大大簡化了控制線路的組成和聯(lián)鎖，將復雜的硬件控制線路“濃縮”成軟件控制過程，自動化程度提高了；減少了因繼電器觸頭粘連、時間控制不準確、誤動作等故障，提高了生產效率；抗干擾能力強，邏輯關系穩(wěn)定，使用壽命長；輸入/輸出地址容量大，適于復雜線路控制；維修故障直觀，可根據(jù)PLC的邏輯工作框圖和其面板的地址狀態(tài)發(fā)光二級管來判斷和檢修PLC內、外部故障；采用PLC控制雖然一次性投資較高，但維修成本很低；從可靠性和易維護性考慮，PLC在現(xiàn)代工業(yè)生產控制中將得到更廣泛應用。我單位球磨機PLC控制系統(tǒng)已運行十多年，保證了生產的連續(xù)運行，效果很好。

[1]MQY—310/490溢流型球磨機說明書(沈陽有色冶金機械總廠).

[2]“三菱”公司的F1系列可編程序控制器說明書.