于廣年　張純利

（營(yíng)口港務(wù)集團(tuán)有限公司第二分公司，遼寧營(yíng)口　115007）

智能潤(rùn)滑系統(tǒng)在皮帶機(jī)上的應(yīng)用

于廣年張純利

（營(yíng)口港務(wù)集團(tuán)有限公司第二分公司，遼寧營(yíng)口115007）

皮帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)是港口專業(yè)自動(dòng)化碼頭的關(guān)鍵設(shè)備，其皮帶機(jī)滾筒和各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所需減速機(jī)需要干油潤(rùn)滑。但是皮帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的皮帶機(jī)較長(zhǎng)、范圍廣，使得各潤(rùn)滑點(diǎn)較分散、間距大，傳統(tǒng)的單線、雙線干油潤(rùn)滑系統(tǒng)不能適應(yīng)潤(rùn)滑要求，故往往采用手動(dòng)潤(rùn)滑。智能潤(rùn)滑系統(tǒng)由于單向供油壓力高，供油量可監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了間距大、潤(rùn)滑點(diǎn)分散的干油潤(rùn)滑，代替了手動(dòng)潤(rùn)滑。通過(guò)在營(yíng)口港煤炭專業(yè)化碼頭的智能潤(rùn)滑實(shí)踐，說(shuō)明了智能潤(rùn)滑系統(tǒng)滿足了皮帶機(jī)潤(rùn)滑點(diǎn)的潤(rùn)滑要求。

港口皮帶機(jī)智能潤(rùn)滑

1　引言

皮帶機(jī)是港口專業(yè)自動(dòng)化碼頭的關(guān)鍵設(shè)備，其減速機(jī)的軸承和各滾筒的軸承要定期加注干油，保證潤(rùn)滑，以滿足連續(xù)高速、高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)要求［1］。但是各潤(rùn)滑點(diǎn)較分散、數(shù)量多，早期的單線、多線干油潤(rùn)滑系統(tǒng)不能滿足要求，為保證不漏掉潤(rùn)滑點(diǎn)，往往采用做記錄，手動(dòng)潤(rùn)滑的方式。通過(guò)這種方式，有人為干擾因素，易造成記錄有誤，加油量無(wú)法控制，是否加注潤(rùn)滑油無(wú)法監(jiān)測(cè)，潤(rùn)滑油是否進(jìn)入油腔內(nèi)無(wú)法判斷，有弄虛作假嫌疑。有時(shí)也會(huì)因潤(rùn)滑不到位，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。隨著現(xiàn)代物流的發(fā)展，港口碼頭日益繁忙，必須不斷提高設(shè)備完好率，設(shè)備管理水平也必須提高，原來(lái)的手動(dòng)潤(rùn)滑方式不能滿足港口皮帶機(jī)潤(rùn)滑要求。

圖1　智能潤(rùn)滑系統(tǒng)圖

智能潤(rùn)滑系統(tǒng)是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，他只需一根注油管，潤(rùn)滑油在管道中單向流動(dòng)，供油距離遠(yuǎn)、壓力大，每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)都設(shè)置電磁給油器和流量傳感器，并且可分別設(shè)置每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)的給油量，當(dāng)發(fā)生堵塞時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)［2］。智能潤(rùn)滑系統(tǒng)還可以發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑不良的部位，避免因潤(rùn)滑不良而減短設(shè)備的使用壽命。

營(yíng)口港務(wù)集團(tuán)股份二公司的煤炭專業(yè)化碼頭的皮帶機(jī)系統(tǒng)采用了智能潤(rùn)滑系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)兩年的使用，取得了良好的效果。

2　智能潤(rùn)滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個(gè)智能潤(rùn)滑系統(tǒng)包括：控制系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、給油系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、系統(tǒng)管網(wǎng)組成，各部分協(xié)調(diào)工作，在整個(gè)智能潤(rùn)滑系統(tǒng)中，每一部分的功能作用都非常重要。如圖1所示。

2.1控制系統(tǒng)

集成主控柜，采用德國(guó)原裝西門子S7-200 PLC作為控制器，具有中文文本顯示和調(diào)節(jié)功能，用戶可通過(guò)文本顯示器或觸摸屏上的信息獲得相關(guān)潤(rùn)滑信息，并且可以準(zhǔn)確獲得潤(rùn)滑作業(yè)時(shí)的故障情況。該控制系統(tǒng)可以全面協(xié)調(diào)系統(tǒng)各部分的運(yùn)行狀態(tài)，可對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，智能集中潤(rùn)滑系利用組態(tài)控制技術(shù)，通過(guò)上位機(jī)的監(jiān)控畫面，模擬出潤(rùn)滑點(diǎn)處實(shí)際潤(rùn)滑情況。形象的將實(shí)際情況反映到計(jì)算機(jī)主監(jiān)室。

主控柜的工作參數(shù)為：交流220V電壓和0.5KW功率。

2.2動(dòng)力系統(tǒng)

該智能潤(rùn)滑系統(tǒng)是由高壓油泵來(lái)向整個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)提供動(dòng)力的。可對(duì)動(dòng)力油泵進(jìn)行無(wú)極調(diào)壓。該動(dòng)力系統(tǒng)受主控柜中的可編程邏輯控制器（PLC）控制。用戶通過(guò)PLC來(lái)控制油泵的工作狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)行潤(rùn)滑作業(yè)時(shí)向高壓油泵發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，進(jìn)而啟動(dòng)高壓油泵進(jìn)行作業(yè)。智能潤(rùn)滑設(shè)備配備了兩臺(tái)油泵進(jìn)行潤(rùn)滑作業(yè)，兩臺(tái)油泵互為備用，通過(guò)PLC程序控制兩臺(tái)油泵之間的切換。該智能潤(rùn)滑設(shè)備還給兩臺(tái)高壓油泵配備了一臺(tái)補(bǔ)油泵，自動(dòng)對(duì)液位低的高壓油泵補(bǔ)油。

圖2　給油量的閉環(huán)控制原理圖

動(dòng)力系統(tǒng)的工作參數(shù)為：0-40MPa的壓力，交流380V交流電壓，3.0KW的功率（包含補(bǔ)油泵的功率）。

2.3給油系統(tǒng)

使用電磁閥作為給油器件的潤(rùn)滑系統(tǒng)，其原理是供油管與潤(rùn)滑點(diǎn)之間有電磁閥，在電磁閥組的旁邊設(shè)置了容積式流量計(jì)，使用PLC來(lái)控制電磁閥的開(kāi)關(guān)，同時(shí)檢測(cè)容積式流量計(jì)的狀態(tài)。該系統(tǒng)中，調(diào)整潤(rùn)滑點(diǎn)的加油（脂）量是通過(guò)調(diào)整電磁閥的接通時(shí)間實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)可以“定時(shí)定量”的自動(dòng)加油。系統(tǒng)可以檢測(cè)堵塞的電磁閥，并可以確定電磁閥所在的電控分油箱的箱號(hào)和位置。采用“容積式”計(jì)量，根本上解決了干油計(jì)量不準(zhǔn)的難題。用戶可以指定每個(gè)分配器需要加脂的毫升數(shù)。一旦系統(tǒng)定時(shí)到，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，加夠指定的毫升數(shù)后，系統(tǒng)自動(dòng)停止。整個(gè)智能潤(rùn)滑系統(tǒng)通過(guò)給油系統(tǒng)分配適合作業(yè)點(diǎn)的油量，并對(duì)需要作業(yè)的潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行逐點(diǎn)潤(rùn)滑，各點(diǎn)每次潤(rùn)滑的油量、給油周期、整個(gè)潤(rùn)滑組的潤(rùn)滑周期都可以在主控柜的觸摸屏或文本顯示器上設(shè)定。

給油系統(tǒng)的工作參數(shù)為：交流220V電壓，直流24V電壓，60W功率。

2.4檢測(cè)系統(tǒng)

智能潤(rùn)滑的油泵供油系統(tǒng)內(nèi)部有液位傳感器，PLC通過(guò)定量流量傳感器檢測(cè)各點(diǎn)的供油狀況，加上其他傳感器的信號(hào)，使PLC對(duì)每個(gè)點(diǎn)的故障檢測(cè)與判斷更可靠準(zhǔn)確［3］。主控柜具有輸出故障報(bào)警及故障點(diǎn)位置的文本顯示。

2.5系統(tǒng)管網(wǎng)

系統(tǒng)管網(wǎng)由高壓油脂管路和用于控制、檢測(cè)的電纜的保護(hù)管組成，保證了系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行。

3　智能潤(rùn)滑系統(tǒng)的基本工作原理

3.1智能潤(rùn)滑系統(tǒng)的控制原理

①現(xiàn)場(chǎng)控制柜內(nèi)的PLC從其輸入端口讀取各種信號(hào)（傳感器信號(hào)、計(jì)量脈沖信號(hào)、各種開(kāi)關(guān)位置信號(hào)）進(jìn)行邏輯分析和處理，再發(fā)出相應(yīng)的指令到PLC的輸出端口，與PLC連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)的動(dòng)作（如油泵電機(jī)接觸器啟停、聲光報(bào)警、電磁給油器開(kāi)閉）。

②潤(rùn)滑周期開(kāi)始時(shí)，PLC先啟動(dòng)潤(rùn)滑油泵，潤(rùn)滑油泵將潤(rùn)滑油桶的油吸入油泵內(nèi)，然后加壓送到主給油管線內(nèi)，主給油管上的壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)給油壓力，當(dāng)檢測(cè)到主給油壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，給PLC送信號(hào)，PLC向各現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)分油箱發(fā)出給油命令。

③當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)分油箱收到給油命令后，分油箱中總線控制器根據(jù)傳輸來(lái)的命令控制相應(yīng)的電磁給油器打開(kāi)。分油箱中總線控制器每次只能開(kāi)啟一個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)的電磁給油器。該潤(rùn)滑點(diǎn)的流量定量傳感器在線計(jì)量該點(diǎn)的實(shí)際給油量。

④當(dāng)潤(rùn)滑泵液位低時(shí)，向PLC發(fā)出信號(hào)，PLC啟動(dòng)補(bǔ)油泵，補(bǔ)油達(dá)到上限位置，停止補(bǔ)油。

⑤當(dāng)工作油泵不能正常工作時(shí)，智能潤(rùn)滑系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)備用泵進(jìn)行潤(rùn)滑工作，并發(fā)出報(bào)警。

⑥PLC對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控，也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計(jì)分析。

3.2給油量的閉環(huán)控制原理

分油箱中的總線控制器，將流量定量傳感器反饋的實(shí)際給油量與PLC給油量設(shè)定值進(jìn)行比較，從而確定電磁給油器的工作時(shí)間，控制加注潤(rùn)滑油的量，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)可以有效避免了因溫度、壓力、油品、裝置制作、尺寸誤差等因素對(duì)給油精度造成的干擾，實(shí)現(xiàn)了精確的給油量。如圖2所示。

3.3容積式流量計(jì)工作原理

①容積式流量計(jì)的組成示意如圖3。

②容積式流量計(jì)的計(jì)量原理：容積式流量計(jì)內(nèi)有三個(gè)固定容積的油腔，每個(gè)油腔有一個(gè)磁性滑芯和計(jì)量發(fā)信器，當(dāng)壓力油進(jìn)入油腔后推動(dòng)磁性滑芯靠近或遠(yuǎn)離計(jì)量發(fā)信器，當(dāng)油腔底部充滿油時(shí)，磁性滑芯的永磁元件與計(jì)量發(fā)信器接觸，計(jì)量發(fā)信器發(fā)出一個(gè)計(jì)量脈沖，PLC通過(guò)計(jì)算脈沖數(shù)量合算潤(rùn)滑油量［4］。容積式流量計(jì)有多種規(guī)格，每個(gè)脈沖代表的油量，從0.5ml到5ml，脈沖僅與通過(guò)的潤(rùn)滑油的容積有關(guān)，與油的壓力，粘度無(wú)關(guān)。

3.4電控分油箱工作原理

電控分油箱組成如圖4。

電控分油箱由：智能總線控制器，電磁給油器，容程式流量定量傳感器和箱體組成，在分油箱入口處安裝過(guò)濾器，在過(guò)濾器前安裝高壓球閥以檢修清理過(guò)濾器用。

每個(gè)分油箱有一路進(jìn)油口，5路出油口，每個(gè)出油點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)，各個(gè)電磁給油器通斷受智能總線控制和檢測(cè)，各個(gè)之間互不關(guān)聯(lián)。增加分油箱的數(shù)量可以擴(kuò)大系統(tǒng)規(guī)模和增加潤(rùn)滑點(diǎn)。

圖5　智能潤(rùn)滑系統(tǒng)布值圖

3.5故障檢測(cè)和報(bào)警處理

智能潤(rùn)滑系統(tǒng)的故障檢測(cè)和報(bào)警處理，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的可靠潤(rùn)滑。主要有：

①當(dāng)主油管上的壓力傳感器檢測(cè)到的壓力高于設(shè)定值上限或低于下限時(shí)，發(fā)生油泵故障報(bào)警信號(hào)。若有備用油泵將自動(dòng)切換到備用油泵上。

②若PLC已經(jīng)發(fā)出向某潤(rùn)滑點(diǎn)給油信號(hào)，但是流量定量傳感器沒(méi)有檢測(cè)到有潤(rùn)滑油流出，則發(fā)出該潤(rùn)滑油點(diǎn)堵塞故障信號(hào)。

③若未向任一潤(rùn)滑點(diǎn)發(fā)出給油命令，但流量定量傳感器有給油反饋信號(hào)，則發(fā)出油管泄漏故障信號(hào)。

④若處于一段內(nèi)的潤(rùn)滑點(diǎn)都發(fā)出堵塞故障信號(hào)或所有潤(rùn)滑點(diǎn)都出現(xiàn)堵塞故障則發(fā)出主油管堵塞故障信號(hào)。

⑤儲(chǔ)油桶內(nèi)液位傳感器檢測(cè)到桶內(nèi)油位溢出或油空時(shí)發(fā)出油位報(bào)警。并啟動(dòng)自動(dòng)補(bǔ)油泵向桶內(nèi)補(bǔ)油或者停止補(bǔ)油。

⑥安裝在重點(diǎn)潤(rùn)滑點(diǎn)處的溫度傳感器，檢測(cè)到摩擦溫度高于設(shè)定值時(shí)，發(fā)出過(guò)熱報(bào)警。

⑦報(bào)警信息能在控制柜面板上顯示出來(lái)，也能通過(guò)聲光報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警。

4　智能潤(rùn)滑系統(tǒng)在營(yíng)口港煤碼頭的應(yīng)用

營(yíng)口港煤炭碼頭一期工程有20條皮帶機(jī)，分布在1100m× 1500m的范圍內(nèi)，每條皮帶機(jī)約有30個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)，如圖5所示：1號(hào)油站負(fù)責(zé)BX1-2～BX1-5、BX2-2～BX2-5皮帶機(jī)全部潤(rùn)滑點(diǎn)；BD3～BD5、BQ3～BQ5皮帶機(jī)后半部分潤(rùn)滑點(diǎn)和BX1-1、BX2-1皮帶機(jī)前半部分潤(rùn)滑點(diǎn)。最遠(yuǎn)潤(rùn)滑點(diǎn)離油站約350米。2號(hào)油站負(fù)責(zé)BD3～BD5，BQ3～BQ5皮帶機(jī)前半部分潤(rùn)滑點(diǎn)和BJ1、BJ2皮帶后半部分潤(rùn)滑點(diǎn)，最遠(yuǎn)潤(rùn)滑點(diǎn)離油站350米。3號(hào)油站負(fù)責(zé)BJ1、BJ2前半部分和BM1、BM2皮帶機(jī)后半部分潤(rùn)滑點(diǎn)，4號(hào)、5號(hào)油站分別負(fù)責(zé)BX1-1、BX2-1皮帶機(jī)后半部分潤(rùn)滑點(diǎn)。6號(hào)油站負(fù)責(zé)BM1、BM2皮帶前半部分潤(rùn)滑點(diǎn)。

以上6個(gè)油站通過(guò)光纖與皮帶機(jī)系統(tǒng)的中控室進(jìn)行通訊。中控室監(jiān)控電腦實(shí)時(shí)監(jiān)控潤(rùn)滑油站的運(yùn)行情況。

5　使用效果

皮帶機(jī)系統(tǒng)采用了智能潤(rùn)滑系統(tǒng)后，運(yùn)行平穩(wěn)，潤(rùn)滑效果良好，有以下優(yōu)點(diǎn)：

①合理的定量潤(rùn)滑減少了設(shè)備的故障率，提高了完好率，提高了設(shè)備的產(chǎn)能，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命［5］。

②由于潤(rùn)滑油采用集中補(bǔ)充，減少污染，減少了損耗。

③由于潤(rùn)滑油壓力高，保證了潤(rùn)滑油可以加注到軸承中。

④加油點(diǎn)固定，減少了對(duì)潤(rùn)滑點(diǎn)漏加和人為不加油的現(xiàn)象發(fā)生。

⑤潤(rùn)滑點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)堵塞和泄漏的地方，為及時(shí)處理故障提供了依據(jù)，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

⑥精確的計(jì)量加油量，避免了過(guò)量加油，節(jié)約潤(rùn)滑油約35%。降低了設(shè)備維護(hù)成本。

⑦降低了加油工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了人工數(shù)量和車輛使用量，降低了皮帶機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本。

6　結(jié)語(yǔ)

港口皮帶機(jī)系統(tǒng)采用智能潤(rùn)滑系統(tǒng)，因其技術(shù)含量高、給油精確、實(shí)時(shí)監(jiān)控、精確報(bào)警，使皮帶機(jī)設(shè)備的潤(rùn)滑管理又上了一個(gè)新臺(tái)階。具有加油點(diǎn)多、范圍廣，精確潤(rùn)滑等特性要求的設(shè)備采用智能潤(rùn)滑系統(tǒng)是發(fā)展趨勢(shì)。

［1］劉峰壁.設(shè)備潤(rùn)滑技術(shù)基礎(chǔ)［M］.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2012. 9.

［2］吳曉鈴主編.潤(rùn)滑設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.8.

［3］關(guān)子杰.潤(rùn)滑油與設(shè)備故障診斷技術(shù)（第二版）［M］.北京：中國(guó)石化出版社，2007.1.

［4］黃志堅(jiān).潤(rùn)滑技術(shù)與應(yīng)用［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015.8.

［5］汪德濤，林享鍵主編.設(shè)備潤(rùn)滑手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.9.

The belt conveyor system is the key equipment of the port professional automation terminal， the belt conveyor roller and all kinds of equipment drive mechanism need to be dry oil lubrication. But the belt conveyor belt conveyor belt machine is longer， a wide range， so that the lubrication points are scattered， large spacing， the traditional single line， double line dry oil lubrication system can not meet the requirements of lubrication， it is often used in manual lubrication. Due to the high pressure， the oil supply pressure is high， the oil supply quantity can be monitored， and the dry oil lubrication with large spacing and lubricating points is realized. Based on the practice of intelligent lubrication in Yingkou Port Coal professional terminal， it is showed that the lubrication system of the intelligent lubricating system meets the requirements of the lubricating point of the belt conveyor.

intelligent lubrication of port belt machine