王世俊

（安陽鋼鐵股份有限公司，河南安陽 455004）

0 引言

由于干油（潤滑脂）具有較高的承載能力和更好的阻尼減震能力，干油潤滑在重型工業(yè)設備上的運用越來越廣泛，潤滑方式也越來越先進。特別是在生產(chǎn)系統(tǒng)更為線性、設備一致性更強的軋鋼生產(chǎn)線，干油潤滑的發(fā)展和推廣特別快，先后經(jīng)歷了單體潤滑、單線集中潤滑、雙線集中潤滑和智能潤滑的發(fā)展階段[1]。國內(nèi)大型鋼鐵企業(yè)的軋鋼生產(chǎn)線基本上都完成了干油智能潤滑的改造，效果良好。

焦化行業(yè)由于設備多樣性且設備較為分散，特別是焦爐移動機械（裝煤車、推焦車、攔焦車、熄焦車），干油潤滑的發(fā)展十分緩慢，仍停留在集中潤滑甚至單體潤滑階段，有大量設備沒有安裝自動潤滑系統(tǒng)，還需要維修工定期進行更換潤滑脂，設備維護效率低下、費時費力，急需進行智能化改造。

1 焦爐移動設備的特點

1.1 移動性

與軋鋼生產(chǎn)線相比，焦爐移動設備并非固定在一個基礎上，而是一直處于移動狀態(tài)，且一套焦爐系統(tǒng)配備的兩臺裝煤車、兩臺推焦車、兩臺攔焦車、兩臺干熄焦罐車和一臺濕熄焦車互不聯(lián)系，因此很難在地面上建立潤滑基站同時對所有移動設備進行潤滑控制。

1.2 多樣性和分散性

與軋鋼生產(chǎn)線設備單一的運轉(zhuǎn)模式相比，焦爐移動設備需要完成走行、推焦、平煤、清掃、機構(gòu)進退、閘門開閉等多種動作，因此設備豐富多樣，且同一類設備又存在很多型號，因此潤滑脂的供給量也各不相同。為完成設備不同點位潤滑脂的供給計算、分配、執(zhí)行，需要控制系統(tǒng)有很強的運算能力。

軋鋼生產(chǎn)線是單線式的，潤滑脂管路隨生產(chǎn)線分布即可，而一臺空間有限的焦爐移動設備為了完成多種功能，需要保證結(jié)構(gòu)的緊湊，各單體設備會散亂分布在車輛上的各個角落，設備的分散導致潤滑系統(tǒng)計算量的增加。

1.3 工作的間歇性

裝煤車、推焦車、攔焦車各有兩臺，互為備用，一臺工作的時候另一臺停機維護，這時如果繼續(xù)潤滑將造成浪費。

1.4 環(huán)境惡劣

焦爐移動設備安裝在焦爐爐頂、機側(cè)和焦側(cè)，由于緊靠焦爐，存在環(huán)境溫度高、粉塵量大、荷載大、室外安裝等問題，對潤滑的密封性、耐腐蝕性要求極高。

2 建立標準的智能潤滑系統(tǒng)

焦爐移動設備的潤滑系統(tǒng)是由標準的智能潤滑系統(tǒng)改進而來，因此需要先建立標準的潤滑系統(tǒng)。

標準潤滑系統(tǒng)最基礎的部分是潤滑油泵、給油管路和電控分油箱（電磁給油器）；在此基礎上配套電氣控制柜，實現(xiàn)自動啟停油泵和電控分油箱，實現(xiàn)自動化；然后將電氣控制柜接入計算機，通過計算機控制給油周期和給油時長（加油量），實現(xiàn)遠程控制和監(jiān)控；最后不斷開發(fā)和升級程序，通過精確分析需潤滑設備的結(jié)構(gòu)，采集潤滑點、油泵、線路、控制柜等各部位信號，自動分析調(diào)整潤滑數(shù)據(jù)，實現(xiàn)智能化（圖1）。

圖1 焦爐移動設備智能潤滑系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

3 針對性智能潤滑系統(tǒng)升級改造

3.1 小型化改造

（1）針對焦爐移動設備的移動性，拋棄原始的地面潤滑基站，將智能潤滑系統(tǒng)的電氣部件高度集成，減少控制線路，縮小各部分體積，最后安裝在焦爐移動設備上，跟隨焦爐移動設備一同移動。

（2）改變受電方式。由于要與焦爐移動設備同時移動，不能從地面配電室取電，需要從焦爐移動設備上取電，因此需要對焦爐移動設備的供電系統(tǒng)進行擴容和改造。另外，有些焦爐移動設備的供電電壓為特殊的660 V，因此需要變壓后再為潤滑系統(tǒng)供電。

3.2 采用星形拓撲結(jié)構(gòu)

針對焦爐移動設備的分散性，改變原有的環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)為星形拓撲結(jié)構(gòu)。

軋鋼系統(tǒng)一般采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)除控制系統(tǒng)外，潤滑泵和電磁給油器依次順序連接，最后首尾相連，形成一個閉合的環(huán)形鏈路[2]。在這種結(jié)構(gòu)中，所有的通信共用一條物理通道（圖2）。環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢是方便管理和調(diào)節(jié)，可一次調(diào)節(jié)線路上所有點位的參數(shù)，特別適合軋鋼系統(tǒng)整條線路的潤滑，這是因為軋鋼線路上每個支輥的工作狀態(tài)相同，潤滑周期和潤滑量也相同。但該結(jié)構(gòu)有一個缺點，就是不能滿足個性化的設定，不能針對不同的工況條件設定不同的參數(shù)，因此不適用焦爐移動設備。

圖2 智能潤滑的環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)

星形拓撲結(jié)構(gòu)由中央節(jié)點和各個站點組成，整個網(wǎng)絡由中心節(jié)點執(zhí)行集中式通行控制管理，也可對不同點位做出不同的設定，如圖3 所示。

圖3 智能潤滑的星形拓撲結(jié)構(gòu)

焦爐移動設備智能潤滑采用星形拓撲結(jié)構(gòu)，可以將各潤滑點獨立起來，方便根據(jù)各點不同的潤滑要求設置程序，電磁給油器按照實際所需的油量和周期供油，有效避免潤滑不良或潤滑過度。

3.3 自定義區(qū)域潤滑

針對焦爐移動設備的多樣性和工作間歇性，對智能潤滑系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進行升級改造，實現(xiàn)自定義區(qū)域潤滑的功能。

由于給油箱潤滑點就近安裝，必然存在多個不同功能設備塊交叉共用同一個或多個給電磁給油器（如1 個電磁給油器配置4 個潤滑點），但這些設備塊沒有任何必然的聯(lián)系，存在其中一部分工作，另一部檢修或者間歇輪流工作，這時候潤滑系統(tǒng)就要分辨出那些不工作的設備塊，即使?jié)櫥芷诘竭_也不會進行供油，以免造成浪費供油，甚至油脂溢出后污染周邊環(huán)境。

自定義區(qū)域潤滑簡單來說就是模擬人的思維方式，將區(qū)域潤滑的潤滑點分散編號管理，將每個現(xiàn)場潤滑點編入不同的區(qū)域內(nèi)，只對當前正在工作區(qū)域的系統(tǒng)進行潤滑。另外設立公共區(qū)域，可以編輯非工作時刻仍需要潤滑的點。

3.4 防塵設計

將智能潤滑系統(tǒng)小型化、緊湊型設計，可以安裝到焦爐移動設備的配電室內(nèi)，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的防塵。

由于潤滑泵油箱的容量有限，在潤滑泵前增加補油泵和儲油罐，可以實現(xiàn)潤滑泵油箱的自動補油。儲油罐容積較大，加滿后可以使用較長時間，因此可以減少補油次數(shù)，降低雜質(zhì)進入系統(tǒng)的風險；儲油罐和油箱之間加裝過濾器，油罐加攪拌裝置避免局部抽空的問題。通過以上方法可以實現(xiàn)潤滑脂全程在密閉環(huán)境傳遞，達到良好的防塵效果。

3.5 自動控制與手動控制切換

焦爐移動設備正常使用時智能潤滑采用自動運行模式，特殊狀態(tài)下需要對某些潤滑點單獨給脂時，可以切換到手動模式。

自動運行時可以按照設定好的量自動地對每個潤滑點逐點檢測，確認油路暢通后逐點供脂，直至所有潤滑點給脂完成，然后進入循環(huán)等待時間，循環(huán)等待時間結(jié)束，自動進行下一次給油過程，整個過程無需人工干預，只要根據(jù)潤滑點位的工況條件提前設定好參數(shù)即可。檢測出故障時，自動彈出故障代碼，維修人員可以根據(jù)故障代碼快速判斷故障點和故障類型，及時處理故障。

手動運行是一種特殊操作，一般在檢修過程或非正常生產(chǎn)的情況下使用。如檢修時更換焦爐移動設備上的某個運轉(zhuǎn)部件，更換完畢后，油路和新部件內(nèi)沒有潤滑脂，需要手動給脂直至注滿，然后再調(diào)回自動運行模式。手動操作時只需要在觸摸屏的手動控制畫面上輸入潤滑點號，然后點擊手動控制即可。

改造后的控制界面如圖4 所示。

圖4 焦爐移動設備智能潤滑系統(tǒng)控制界面

4 結(jié)束語

智能干油潤滑系統(tǒng)是一種自動化程度高、拓展能力強的潤滑系統(tǒng)，焦爐移動設備進行智能潤滑系統(tǒng)的改造和應用后效果良好，不僅提升了焦爐設備的自動化程度，還降低的設備的故障率，保障了生產(chǎn)穩(wěn)定，取得了較好的經(jīng)濟效益。