矯春勇

（中國(guó)有色集團(tuán)撫順紅透山礦業(yè)有限公司選礦廠，遼寧 撫順 113300）

選礦廠的選礦過(guò)程是由選前的礦石準(zhǔn)備、礦石破碎和礦石浮選作業(yè)組成的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。磨礦是礦石破碎過(guò)程的重要組成部分，主要由球磨機(jī)完成。球磨機(jī)是各種工礦企業(yè)制粉系統(tǒng)最重要的設(shè)備。大型球磨機(jī)由高壓同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)或由異步電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速機(jī)帶動(dòng)滾筒工作。球磨機(jī)兩側(cè)支撐部位軸瓦不僅對(duì)整個(gè)球磨機(jī)起到支撐作用，還是電機(jī)減速機(jī)與筒體的聯(lián)接部件，更是筒體在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的散熱部件。所以，軸承軸瓦的好壞決定了整個(gè)球磨系統(tǒng)是否能正常運(yùn)行。潤(rùn)滑油主要為軸承軸瓦提供潤(rùn)滑，當(dāng)潤(rùn)滑系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致筒體軸瓦溫度升高，引起干磨擦燒瓦現(xiàn)象，使其產(chǎn)生粘連，導(dǎo)致軸瓦燒毀報(bào)廢。軸瓦修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，造價(jià)昂貴，一旦燒毀，會(huì)影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，給企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

1 設(shè)計(jì)理念

為了避免此情況的出現(xiàn)，球磨機(jī)一般設(shè)有軸瓦測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)和潤(rùn)滑檢測(cè)系統(tǒng)。當(dāng)出現(xiàn)軸瓦溫度過(guò)高、潤(rùn)滑油供油壓力低和潤(rùn)滑系統(tǒng)不暢等問(wèn)題都會(huì)引起保護(hù)系統(tǒng)報(bào)警和保護(hù)性跳閘，避免事故擴(kuò)大化。紅透山選礦廠現(xiàn)有四臺(tái)球磨機(jī)，其中三臺(tái)初磨機(jī)，一臺(tái)再磨機(jī)。每臺(tái)球磨機(jī)由兩臺(tái)油泵對(duì)前后軸瓦提供潤(rùn)滑。

原有球磨機(jī)軸瓦沒(méi)有溫度檢測(cè)，只能依靠人工觀察中空軸表面的油膜情況，用手觸摸中空軸各個(gè)區(qū)段位置油膜厚薄，憑手感估測(cè)溫度情況，用手持式激光測(cè)溫儀檢測(cè)中空軸表面及軸瓦的溫度，檢測(cè)間斷，不連續(xù)，檢測(cè)溫度偏差較大，不可靠。

鑒于以上不利原因，我們對(duì)選礦廠球磨機(jī)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

2 內(nèi)涵和主要做法

2.1 內(nèi)涵

基于對(duì)球磨機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行改造的必要性和可行性，我們對(duì)球磨機(jī)實(shí)行了潤(rùn)滑系統(tǒng)的PLC自動(dòng)控制。整個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)以西門子PLC S7-200 SMART為核心控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、流量、液位等輸入數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，并根據(jù)所設(shè)置的報(bào)警值、停機(jī)值對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行保護(hù)控制。由組態(tài)軟件編制好人機(jī)界面下載到觸摸屏中，使操作人員在人機(jī)交互界面中直觀簡(jiǎn)便地進(jìn)行監(jiān)測(cè)和進(jìn)行相應(yīng)操作。組態(tài)軟件中，數(shù)據(jù)、趨勢(shì)圖、報(bào)表等真實(shí)可靠，為出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確地分析和處理提供了有力依據(jù)。球磨機(jī)潤(rùn)滑監(jiān)控系統(tǒng)的改造，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的完整性、實(shí)時(shí)性和連續(xù)性，使球磨機(jī)運(yùn)行更加安全和穩(wěn)定，從而達(dá)到降本增效與精益管理的目的。

2.2 主要做法

本保護(hù)系統(tǒng)主要從系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置以及PLC控制過(guò)程和觸摸屏監(jiān)控方式等幾方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，現(xiàn)就各項(xiàng)措施的操作思路、方法與步驟予以說(shuō)明。

1）系統(tǒng)硬件。球磨機(jī)潤(rùn)滑監(jiān)控系統(tǒng)中有多個(gè)溫度、壓力、流量、液位等檢測(cè)元件，它們分散分布在裝置的不同位置，要求PLC實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制或調(diào)節(jié)功能。為方便操作人員及時(shí)了解運(yùn)行情況并實(shí)施操作，本系統(tǒng)選用西門子控制技術(shù)進(jìn)行總方案設(shè)計(jì)，采用以西門子PLC S7-200 SMART為核心部件，并與觸摸屏相通訊的結(jié)構(gòu)。（1）下位機(jī)選用西門子PLC S7-200 SMART。S7-200 SMART系列PLC運(yùn)行穩(wěn)定，使用簡(jiǎn)單方便，功能強(qiáng)大，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。如果控制任務(wù)增加時(shí)還可對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展。本系統(tǒng)采用一塊CPU ST30模塊和六塊EM AE04擴(kuò)展模塊，來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、邏輯控制與自動(dòng)控制，并且進(jìn)行調(diào)節(jié)的功能。球磨機(jī)潤(rùn)滑監(jiān)控系統(tǒng)中配備了溫度、壓力、流量、液位等檢測(cè)裝置。檢測(cè)裝置通過(guò)傳感器采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，提供給PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及設(shè)備控制功能。（2）外部檢測(cè)元件由壓力傳感器、溫度傳感器、流量計(jì)和物位計(jì)組成，其間安裝中間繼電器對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的輸入輸出進(jìn)行安全隔離，保證重要元?dú)饧陌踩€(wěn)定。

2）系統(tǒng)軟件。本系統(tǒng)所用軟件分為觸摸屏組態(tài)軟件和PLC下位機(jī)軟件。觸摸屏組態(tài)軟件選用的是北京昆侖通態(tài)的MCGS組態(tài)軟件。組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)可以在計(jì)算上完成。首先，在計(jì)算機(jī)中安裝MCGS組態(tài)軟件，用通信電纜將觸摸屏與計(jì)算機(jī)連接，進(jìn)行相應(yīng)的通訊設(shè)置后，在組態(tài)環(huán)境中選擇“上傳工程”，在打開(kāi)的對(duì)話框中，先確定一個(gè)上傳工程的路徑，點(diǎn)擊上傳即可完成。

3）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置。本保護(hù)裝置摒棄了原保護(hù)方式存在的避端，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，在球磨機(jī)前、后軸瓦的合適位置安裝紅外線測(cè)溫儀，用于現(xiàn)場(chǎng)軸瓦溫度的檢測(cè)。紅外線測(cè)溫為非接觸測(cè)溫，重復(fù)性好，反應(yīng)快，溫度的變化值能快速地反應(yīng)到PLC中，使PLC能迅速進(jìn)行響應(yīng)。4臺(tái)球磨機(jī)共增設(shè)8支測(cè)溫電阻，安裝方便，便于維護(hù)。

由于本系統(tǒng)中增設(shè)24個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模擬量輸入信號(hào)，所以，PLC配置6臺(tái)模擬量輸入模塊，將現(xiàn)場(chǎng)模擬量信號(hào)分別接入模塊的相應(yīng)輸入點(diǎn)上，PLC檢測(cè)到相應(yīng)地址上的電流信號(hào)值后，將其轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度或壓力等數(shù)值上傳到觸摸屏中。本系統(tǒng)中PLC的CPU共有18個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)（DI）和12個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)（DO)。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到以上參數(shù)值異常時(shí)會(huì)輸出場(chǎng)光報(bào)警來(lái)提醒操作人員，記錄報(bào)警及輸出停機(jī)信號(hào)。

2.4 操作界面介紹

此系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)1#-4#球磨機(jī)的前后軸潤(rùn)滑油管路的壓力，流量，油箱液位，軸瓦溫度，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組潤(rùn)滑狀況的監(jiān)控報(bào)警功能（1）總機(jī)組畫面。點(diǎn)擊“總機(jī)組畫面”，進(jìn)入總機(jī)組界面，如圖1所示。此界面為1#-4#球磨機(jī)運(yùn)行狀態(tài)匯總，球磨機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集、報(bào)警點(diǎn)提示全部集中在此頁(yè)面。（2）報(bào)警投入設(shè)定。在首頁(yè)點(diǎn)擊“報(bào)警投入設(shè)定”，進(jìn)入報(bào)警投入設(shè)定界面。此界面可設(shè)定每臺(tái)機(jī)組每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的報(bào)警投入與切除。即投入時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警有效，切除時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警無(wú)效。例如：1#機(jī)組前瓦油溫高報(bào)警輸出，經(jīng)檢查是錯(cuò)誤報(bào)警或機(jī)組故障造成，可在獲得“工程師”登錄權(quán)限下，點(diǎn)擊“前瓦溫報(bào)警投入”綠色按鈕，將其切換為“前瓦溫報(bào)警切除”紅色按鈕，此時(shí)該監(jiān)控報(bào)警點(diǎn)被強(qiáng)制禁止，不會(huì)再參與報(bào)警輸出。若故障點(diǎn)處理完好后可再次點(diǎn)擊此鍵，恢復(fù)監(jiān)控報(bào)警狀態(tài)。

圖1 總機(jī)組界面

3 球磨機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)應(yīng)用后的效果

球磨機(jī)潤(rùn)滑監(jiān)控系統(tǒng)的安裝使用，在選礦廠磨礦工序管理上起到了很大的作用，不單對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控具有突出的表現(xiàn)，對(duì)人員的監(jiān)管和成本的控制都具有深遠(yuǎn)的意義。由此可見(jiàn)，做好管理工作，不但需要人的管理還需要由自動(dòng)化管理與之相稱，才能最大程度的把管理工作做得更好。