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(shè)備上的運(yùn)用越來越廣泛，潤滑方式也越來越先進(jìn)。特別是在生產(chǎn)系統(tǒng)更為線性、設(shè)備一致性更強(qiáng)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(shè)備多樣性且設(shè)備較為分散，特別是焦?fàn)t移動(dòng)機(jī)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(shè)備沒有安裝自動(dòng)潤滑系統(tǒng)，還需要維修工定期進(jìn)行更換潤滑脂，設(shè)備維護(hù)效率低下、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，急需進(jìn)行智能化改造。

1 焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備的特點(diǎn)

1.1 移動(dòng)性

與軋鋼生產(chǎn)線相比，焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備并非固定在一個(gè)基礎(chǔ)上，而是一直處于移動(dòng)狀態(tài)，且一套焦?fàn)t系統(tǒng)配備的兩臺(tái)裝煤車、兩臺(tái)推焦車、兩臺(tái)攔焦車、兩臺(tái)干熄焦罐車和一臺(tái)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(shí)對(duì)所有移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行潤滑控制。

1.2 多樣性和分散性

與軋鋼生產(chǎn)線設(shè)備單一的運(yùn)轉(zhuǎn)模式相比，焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備需要完成走行、推焦、平煤、清掃、機(jī)構(gòu)進(jìn)退、閘門開閉等多種動(dòng)作，因此設(shè)備豐富多樣，且同一類設(shè)備又存在很多型號(hào)，因此潤滑脂的供給量也各不相同。為完成設(shè)備不同點(diǎn)位潤滑脂的供給計(jì)算、分配、執(zhí)行，需要控制系統(tǒng)有很強(qiáng)的運(yùn)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(tái)空間有限的焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備為了完成多種功能，需要保證結(jié)構(gòu)的緊湊，各單體設(shè)備會(huì)散亂分布在車輛上的各個(gè)角落，設(shè)備的分散導(dǎo)致潤滑系統(tǒng)計(jì)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(tái)，互為備用，一臺(tái)工作的時(shí)候另一臺(tái)停機(jī)維護(hù)，這時(shí)如果繼續(xù)潤滑將造成浪費(fèi)。

1.4 環(huán)境惡劣

焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備安裝在焦?fàn)t爐頂、機(jī)側(cè)和焦側(cè)，由于緊靠焦?fàn)t，存在環(huán)境溫度高、粉塵量大、荷載大、室外安裝等問題，對(duì)潤滑的密封性、耐腐蝕性要求極高。

2 建立標(biāo)準(zhǔn)的智能潤滑系統(tǒng)

焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備的潤滑系統(tǒng)是由標(biāo)準(zhǔn)的智能潤滑系統(tǒng)改進(jìn)而來，因此需要先建立標(biāo)準(zhǔn)的潤滑系統(tǒng)。

標(biāo)準(zhǔn)潤滑系統(tǒng)最基礎(chǔ)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(chǔ)上配套電氣控制柜，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停油泵和電控分油箱，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；然后將電氣控制柜接入計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)控制給油周期和給油時(shí)長（加油量），實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控；最后不斷開發(fā)和升級(jí)程序，通過精確分析需潤滑設(shè)備的結(jié)構(gòu)，采集潤滑點(diǎn)、油泵、線路、控制柜等各部位信號(hào)，自動(dòng)分析調(diào)整潤滑數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)智能化（圖1）。

圖1 焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備智能潤滑系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

3 針對(duì)性智能潤滑系統(tǒng)升級(jí)改造

3.1 小型化改造

（1）針對(duì)焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)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?fàn)t移動(dòng)設(shè)備上，跟隨焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備一同移動(dòng)。

（2）改變受電方式。由于要與焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備同時(shí)移動(dòng)，不能從地面配電室取電，需要從焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備上取電，因此需要對(duì)焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備的供電系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容和改造。另外，有些焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)

針對(duì)焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備的分散性，改變?cè)械沫h(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

軋鋼系統(tǒng)一般采用環(huán)形拓?fù)浣Y(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(gè)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是方便管理和調(diào)節(jié)，可一次調(diào)節(jié)線路上所有點(diǎn)位的參數(shù)，特別適合軋鋼系統(tǒng)整條線路的潤滑，這是因?yàn)檐堜摼€路上每個(gè)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(gè)缺點(diǎn)，就是不能滿足個(gè)性化的設(shè)定，不能針對(duì)不同的工況條件設(shè)定不同的參數(shù)，因此不適用焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備。

圖2 智能潤滑的環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由中央節(jié)點(diǎn)和各個(gè)站點(diǎn)組成，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由中心節(jié)點(diǎn)執(zhí)行集中式通行控制管理，也可對(duì)不同點(diǎn)位做出不同的設(shè)定，如圖3 所示。

圖3 智能潤滑的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備智能潤滑采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以將各潤滑點(diǎn)獨(dú)立起來，方便根據(jù)各點(diǎn)不同的潤滑要求設(shè)置程序，電磁給油器按照實(shí)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(duì)焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備的多樣性和工作間歇性，對(duì)智能潤滑系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)自定義區(qū)域潤滑的功能。

由于給油箱潤滑點(diǎn)就近安裝，必然存在多個(gè)不同功能設(shè)備塊交叉共用同一個(gè)或多個(gè)給電磁給油器（如1 個(gè)電磁給油器配置4 個(gè)潤滑點(diǎn)），但這些設(shè)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(shí)候潤滑系統(tǒng)就要分辨出那些不工作的設(shè)備塊，即使?jié)櫥芷诘竭_(dá)也不會(huì)進(jìn)行供油，以免造成浪費(fèi)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(jiǎn)單來說就是模擬人的思維方式，將區(qū)域潤滑的潤滑點(diǎn)分散編號(hào)管理，將每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)潤滑點(diǎn)編入不同的區(qū)域內(nèi)，只對(duì)當(dāng)前正在工作區(qū)域的系統(tǒng)進(jìn)行潤滑。另外設(shè)立公共區(qū)域，可以編輯非工作時(shí)刻仍需要潤滑的點(diǎn)。

3.4 防塵設(shè)計(jì)

將智能潤滑系統(tǒng)小型化、緊湊型設(shè)計(jì)，可以安裝到焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備的配電室內(nèi)，實(shí)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(bǔ)油泵和儲(chǔ)油罐，可以實(shí)現(xiàn)潤滑泵油箱的自動(dòng)補(bǔ)油。儲(chǔ)油罐容積較大，加滿后可以使用較長時(shí)間，因此可以減少補(bǔ)油次數(shù)，降低雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)；儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)潤滑脂全程在密閉環(huán)境傳遞，達(dá)到良好的防塵效果。

3.5 自動(dòng)控制與手動(dòng)控制切換

焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備正常使用時(shí)智能潤滑采用自動(dòng)運(yùn)行模式，特殊狀態(tài)下需要對(duì)某些潤滑點(diǎn)單獨(dú)給脂時(shí)，可以切換到手動(dòng)模式。

自動(dòng)運(yùn)行時(shí)可以按照設(shè)定好的量自動(dòng)地對(duì)每個(gè)潤滑點(diǎn)逐點(diǎn)檢測(cè)，確認(rèn)油路暢通后逐點(diǎn)供脂，直至所有潤滑點(diǎn)給脂完成，然后進(jìn)入循環(huán)等待時(shí)間，循環(huán)等待時(shí)間結(jié)束，自動(dòng)進(jìn)行下一次給油過程，整個(gè)過程無需人工干預(yù)，只要根據(jù)潤滑點(diǎn)位的工況條件提前設(shè)定好參數(shù)即可。檢測(cè)出故障時(shí)，自動(dòng)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(diǎn)和故障類型，及時(shí)處理故障。

手動(dòng)運(yùn)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(shí)更換焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備上的某個(gè)運(yùn)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(dòng)給脂直至注滿，然后再調(diào)回自動(dòng)運(yùn)行模式。手動(dòng)操作時(shí)只需要在觸摸屏的手動(dòng)控制畫面上輸入潤滑點(diǎn)號(hào)，然后點(diǎn)擊手動(dòng)控制即可。

改造后的控制界面如圖4 所示。

圖4 焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)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(dòng)化程度高、拓展能力強(qiáng)的潤滑系統(tǒng)，焦?fàn)t移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行智能潤滑系統(tǒng)的改造和應(yīng)用后效果良好，不僅提升了焦?fàn)t設(shè)備的自動(dòng)化程度，還降低的設(shè)備的故障率，保障了生產(chǎn)穩(wěn)定，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。