油气润滑在天铁集团棒线厂的应用及故障处理.pdf

天啐， 素 4 “ - d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 6 1 I O X． 2 0 1 5 ．0 3 ． 0 1 7 油气润滑在天铁集团棒线厂的应用及故障处理 任 晓琴 天津天铁冶金集团棒线厂， 河北涉县 0 5 6 4 0 4 【 摘要】 介绍了油气润滑在天铁棒线厂轴承润滑过程中的工作方式和实现的功能。针对生产过程中出现的故障， 结合 P L C监控程序进行分析处理， 通过将系统的控制程序进行优化， 油气润滑系统保证了高速线材的稳定顺产。 【 关键词】 油气润滑； 高速线材； 自动控制 Appl i c a t i o n a nd Fa i l u r e Ha nd l i ng o f Oi l M i s t Lub r i c a t i o n S y s t e m t o Ba r a nd W i r e Ro d M i I l o f Ti a nt i e Gr o u p REN Xi a o q i n B a r a n d Wi r e R o d M i l l ， T i a n j i n T i a n t i e Me t a l l u r g i c a l G r o u p C o ． ， L t d ． ， S h e C o u n t y ， H e b e i P r o v i n c e 0 5 6 4 0 4 ， C h i n a Ab s t r a c t Th e p a p e r e x p l a i n s t h e wo r k i n g me t h o d a n d f u n c t i o n s o f o i l mi s t l u b ric a t i o n i n b e a rin g l u b r i c a t i o n p r o c e s s a t T i a n t i e Ba r a n d Wi r e Ro d Mi l 1 ．I n o r d e r t o s o l v e t h e p r o b l e m i n p r o d u c t i o n ．a n a l y s i s wa s c a r r i e d o u t i n c o mb i n a t i o n wi t h PL C mo n i t o r i n g p r o g r a m． r I ’h e c o n t r o l p r o g r a m wa s o p t i mi z e d ． r h e r e f o r me d o i l mi s t l u b r i c a t i o n s y s t e m e n s u r e d t he s t a b l e a n d s mo o t h p r o d u c t i o n o f h i g h s p e e d wi r e r o d ． Ke y wor d s o i l mi s t l u b ric a t i o n ； h i g h s p e e d wi r e r o d ； a u t o ma t i c c o n t r o l 1 引言 天铁集 团棒线厂轧机轴承采用油气润滑系统 进行润滑 ， 润滑效果 良好且故障率低 ， 有效提高了 机组的生产效率 。但 由于此条高速线材生产线 已 投产 5年 ，油气润滑系统在使用过程中难免发生 故障。 针对发生的故障情况 ， 结合 P L C程序监控对 自控系统进行分析 ，很快发现并解决了出现 的问 题 。 2 系统介绍 油气润滑系统是一套完整 的机 电一体系统 ， 可 用于 自动向润滑点供送润滑剂 ，利用压缩空气的作 用对润滑剂进行输送及分配的集中润滑系统。 2 ． 1 系统的结构特点 整个油气润滑系统结构如图 1 所示。 1 由 1 个主站 、 6个分配箱 、 两级油气分配器 以及中间连接管道等组成。 ” 2 主站负责向分配箱供送润滑剂。 3 分配箱的作用是将主站供送来的润滑剂进 行分配， 并和压缩空气混合形成油气混合物后再供 收稿 日期 2 0 1 5 0 1 一 l 3 修 回日期 2 0 1 4 0 2 1 5 作者简介 任 晓琴 1 9 8 4 一 ， 女 ， 工程师 ， 主要从事于电气 管理工作 。 一 6 0一 给下游的油气分配器 。 在分配箱中装设有完整的压 缩空气处理装置 ， 对压缩空气进行处理 ， 而对润滑 剂的分配则是 由递进式分配器来完成的 ， 润滑剂和 压缩空气在油气混合块中进行混合后， 形成紊流状 的气液两相流体即油气混合物 。 2 ． 2润滑 剂供给 润滑剂由主站上的泵供给 ， 泵是间歇工作 的且 启动和停止没有周期性 ， 齿轮泵的工作和主站至分 配箱之间的油压压力有关 ， 当油压压力低于 5 M P a 时， 电机接通 ， 泵开始工作 ； 而一旦油压压力高于 7 MP a ， 则 电机关闭 ， 泵停止工作。油压压力 的上 、 下 限由主站上的压力开关进行监视l 7 l 。 2 ． 3 压 缩 空气供 给 压缩空气接 自用户工厂的气源并供送给 6个 分配箱。为保证系统正常工作 ， 压缩空气 的压力不 得低于 0 - 3 MP a 。 2 ． 4 润 滑剂 分配 润滑剂 的计量及分配是通过递进式分配器进 行的， 递进式分配器可以间歇工作或连续工作。间 歇工作是指分配器在工作一个或数个行程 递进式 分配器 中的所有活塞动作都动作一次称为一个工 机 电 设 备 油气润滑在天铁集团棒线厂的应用及故 障处理 图 1系统结构图 作行程 后即暂停工作， 直到接到新的工作指令； 而 连续工作则是指分配器在压力油的推动下 ， 所有活 塞不停地工作 。 棒线厂递进式分配器的工作方式是间歇工作 的。由于递进式分配器上装设有接近开关 ， 可以对 分配器 的工作行程数进行计数 ，一旦行程数达到 设定值， 球座式换向阀就会关闭， 随后递进式分配 器就暂停工作直到下一个工作周期。递进式分配 器也决定了润滑剂的供 给量。供油 时一般采用 多 次供送 ， 而每次供油量较小的方式进行供油 ， 这样 做使润滑点在任何时候都能得 到连续 的、等量 的 润滑剂。 为了实现系统的正常功能 ， 需对递进式分配器 进行监视。监视方式分为两种 一种是设置一个总 监视时间 ， 递进式分配器在接到工作指令后需在此 时间内完成规定的行程数，否则发出报警信号， 这 种监视是通过时间倒数计时的方式体现的； 另一种 是对递进式分配器的行程时间进行监视 ， 比如说分 配器工作一个行程需用时 8 s ，此时行程监视时间 可设置为 1 5 s ，也就是说分配器须在 1 5 s内工作 一 个行程， 否则就发出报警信号， 如果分配器需工 作数个行程 ， 则分配器每工作一个行程后其行程监 视时间应重设。 由于递进式分配器是间歇工作 的，即递进式 分配器有一个暂停／ 工作周期 ，因此其暂停时间和 工作时间之和不多于监视时间 ，而递进式分配器 完 成工作 行程数所 花 的时间也不 超过其 监 视时 间。对每个分配箱上 的递进式分配器的监视也是 单独进行。 3 油气润滑报警的原因分析及解决措施 生产过程中油气润滑系统频繁出现 “ 报警” 和 “ 故障” ， 通过对“ 报警” 和“ 故障” 的现象进行跟踪和 观察 ， 利用 P L C监控在线运行程序 ， 对现场报警和 故障进行了详细分析与处理。 3 ． 1 故障观察 使用过程 中油气润滑出现故障 ， 通过观察发现 故障主要有以下两点 1 1 、 3 、 6 分配箱分别报故障 ， 先是报 “ 3 分 配箱油路故障” ，然后 1 和 6 也开始无规律地报 警。 2 “ 报警 ” 发现后 ， 按报警确认 ， 可 以把 “ 报警” 复位， 但是“ 故障” 发生后， 按故障确认就无法复位， 不得不把油气润滑系统停机重启动才能暂时恢复 正常供油 。每次发生“ 故障” 之后 ， 轧线设备必须全 部停 下来 ， 然后把油气润滑系统重启动 ， 系统供油 正常后再通知调度组织恢复生产。 不但使连续生产 受到很大影响 ， 而且 由于油气供应 中断 ， 对全线需 要油气润滑的设备遭受不同程序的损坏 ， 进而发生 堆钢等一连串事故。 3 ． 2 故障产生原 因分析及解决措施 1 针对无规律报警的故 障 ， 观察发 现报故障 时分 配器上的电磁 阀得电 ，但分配器不 能正常工 作， 可以初步判断分配器使用时间过久， 从而出现 活塞磨损的情况， 经检修人员更换分配器后 ， 故障 不再出现。但此时又出现一个新 的问题 ， 就是接近 开关达到监视的行程次数时仍不停止 ，还要继续 2 ～ 3个行程 ， 而此时 电磁阀 已经断 电 断 电由程序 控制 。 由此判断， 电磁阀有可能出现即使失电也没 机 电 设 备 一 6 1 m 躲 廿 1 ． O 石 天滓冶 4 “ - 有关到位的情况 ， 需要对电磁阀进行更换 。更换电 磁阀之后， 第一个故障基本解决。 2 针对 “ 报警” 发现后无法复位的问题 ， 由程 序分析如下 。 “ 报警” 分析 行程时间 2 0 s 之 内不 出油 ， 即报 警 ， 不影响电磁阀。 “ 故障” 分析 总监视行程 2 1 0 s内不 出油 ， 即 故障 ， 可导致 电磁阀无法得 电， 即分配器无法正常 工作 。 排除第一个故障之后，为了继续观察 1 、 3 、 6 是否会 出现报警或故 障，需要长时间运行油气润 Ne t w o r k 4 5 1 总行程时间监视 N e t w 0 r k 4 6 启动超过总行程 1 t 不 出油 滑。但同时为了避免不必要 的浪费 ， 对 、 4 、 5 进 行了设置 ， 将其行程数改为“ 1 ” ， 周期延长至 3 6 0 s ， 总行程未改动 还是 2 1 0 s ， 此时 ， 系统出现 2 、 4 、 5 接连发生故障的情况， 且不能复位 按面板上的 故障复位无效 。只能通过监视在线程序来查找不 能复位的原因。 通过在线监视发现 2 、 4 、 5 的油路监视都处 于接通状态 ， 由此联想到感应触针的接近开关处于 长亮状态， 二者一致 。下面以 1 分配箱的程序为例 来说明为什么油路监视处于接通状态时无法进行 复位 ， 见图 2 。 T3 9 1 总行程 启 号 M l 1 ． 1 启 动超过 总行 程 1 不出油 ” M 1 1 ． 1 ” 图 2 N W4 5 、 N W4 6原程序图 在 N W4 5中 ， I 4 ． 1 1 油路监视为 1 ， T 3 9计 时 器在 M1 ． 0为 1的情况下开始计时 ，达到预设总行 程监视时间 2 1 0 S 后接通 ， 此时在 N W4 6中， 由T 3 9 接通导致系统故障信号 M1 1 ． 1出现。 此时如果按复 位 ， 即 N W4 5中的 M1 ． 5接通 ， 因 I 4 ． 1 为常 1 状态 ， 所 以 M1 ． 5的通断对 M8 3 ． 1 不起作用 ，定 时器也不 会 因此关断 ， 所以此时无法复位 。为了避免这一现 象 ， 对程序进行改动 ， 见 图 3 。 此时若进行复位 ， 即 M1 ． 5变为 1 之后 ， 经过 I N O T I 信号 ， 定时器 T 3 9自动关断 ， 就不会 出现图 2中 M1 1 ． 1的故障信号了。 复位的问题得到解决 ， 但 I 4 ． 1 油路监视的故障 尚未解决， 对其进行分析， 通过观察程序， 见图4 。 分析如下 在 N W3 7中， 1 * 油路行程次数设为 1 ， 即 D B 1 1 D B W4为 1 ， 如果此时油路监视 I 4 ． 1为 1 状态 ， 则计数器到新工作周期一开始便计 1 ， 然后 l T3 9 l 1 总行程 l I 4 ． 1 M 1 ． 0 时间监 视 I 1 油路监 视 启动信号 “ T 3 9 ” l “ I4 -r ’ ⋯ “ 。 一 ⋯ r 叽 卜S 5 T 3 m 3 0卜s～ S 一l O “O O d 2 ⋯ ⋯ l l l M 1 ．5 l M W 2 6 一 ’IT V B I 一 D B 1 2 ．D B W 8 I故 障 复 位 信 号 l ⋯一 R B C D ⋯S 5 T m 3 0 s I “ M 1 ．5 ” I ’⋯ ⋯ ⋯ ⋯ “ 卜 -⋯⋯ ⋯I 。 图 3 修 改后 N W4 5程序 图 机 电 设 备 油气润滑在天铁集 团棒线厂的应用及故障处理 N e t w o r k 3 7 1 出油够设定次数阀失电 C2 1 出油计 数 “ C2 ” 8 -C D ⋯ ⋯ ⋯ C D Q 1 6 ⋯ C V I． D B1 2 ． D B W4 1 6 0 0 0 C V BCD ⋯ 丽 s 1 1 ． DBW 4 P V N e t w o r k 3 8 1 t 分站油路阀继电器 K 3 1 M 1 1 1 I 启动超过总行I 程 不出油 i “ ．” I 图 4 N W 3 7 。 N W 3 8程 序 图 C 2马上失电 ，控制电磁阀的继 电器 Q 9 ． 1 在 N W4 8 中受 c 2 约束不能接通，现场也就不会有电磁阀的 动作 ， 油路也就不会改变状态 即油路监视 1 4 ． 1为 常 1 。 在 N W4 5中， T 3 9不能以下一周期重新开始计 时，则时间到了之后在 N W4 6 中出现油路故障， 即 M1 1 ． 1 1 。此时如果把行程数改为 2 、 3或 4 ， 则 C 2 在新的工作周期开始时即使计 1 个也不会失电， Q 9 ． 1可以接通 ， 油路则会 改变 目前的状态 ， 即 I 4 ． 1 会通断一下 ，此时在图 3的 N W4 5中， T 3 9就 以下 一 周期重新开始计时 ，就不会出现超时的情况 ， 因 此不会报警 。 4总结 通过这次对故障的分析和改造， 将本系统的控 制程序进行了优化， 采取了有效的改进措施 ， 改造 后的油气润滑系统为高速线材的顺产也提供了保 证 。同时也对 自动控制原理及 应用有 了进一步认 识 ， 为以后的程序优化改造打下 了基础。 参考文献 【 1 】 崔维群 ，孙启法． S 7 3 0 0 1 4 0 0可 编程控 制器原 理与应用 [ M] ． 北 京 航空航天大学 出版社 ， 2 0 0 9 ． 【 2 】 施仁 ． 自动化仪表与过程控制[ M】 ． 北京 电子工业出版社 ， 2 0 0 9 ． 【 3 】 刘 锴． 深入浅出西门子 S 7 3 0 0 P L C [ M] ． 北 京 北京航 空航天大学 出版社 ， 2 0 0 4 ． [ 4 ] 吴中俊． 可编程序控制器原理及应用[ M ] ． 北京 机械工业出版 社 ， 2 0 0 4 2 9 3 4 ． 【 5 】 王永华． 电气控制及 P L C应用技术【 M】 ． 北京 北京航空航天大学 出版社 ， 2 0 0 3 8 0 9 6 ． 【 6 】 许谬． 电气控制与 P L C控制技术[ M ] ．北京 机械工业出版社， 2 o o 5 1 5 3 1 5 4． 【 7 】 韩 功波 ， 张锋． 油气润滑技术在高速纸机轴承润滑 的应用研究 [ J 】 ． 中华纸业 ， 2 0 1 1 6 6 8 7 1 ． 上接第 5 9页 各一块， 同时增加模拟量信号以及温度信号模块各 一 块 ， 以实现风机远程启动 、 停止操作 以及远程监 视运行、 温度以及电流等信号。这些信号主要通过 电缆从变频器操控柜接入。 4 ． 2 除 尘上位监 控 改造 本次改造 ， 机尾除尘上位监控需要增加风机各 种操作监视等画面。 原除尘画面为 I F I X 4 ． 0 ， 通讯采 用 MB E接 口和 P L C通讯 。 4 ． 3 各种报警 实现 通过 P L C采集变频器、 风机轴承、 电机本体各 种温度， 利用底层程序实现各种相关温度高报警 ， 温度高高变频停机操作， 并加入历史曲线 ， 方便查 询。 5 结束语 高压变频节能改造在机尾除尘风机应用前 ， 烧 结机尾除尘风机风 门平均开度为 4 8 ％， 1 0 k V工频 运行 电流平均为 5 5 A；改造应用后 ，风门开度为 1 0 0 ％， 运行频率平均为 3 7 Hz ， 平均电流为 3 7 ． 4 A， 平均节电率为 3 2 ％， 年节约电费 1 4 5万元 。与此 同 时， 随着变频改造后电机转速降低， 启动电流冲击 减小， 也相应地保护了设备， 岗位工实现远程监控， 减轻了工人劳动负担。 机 电 设 备 一 6 3 一 ～ 警 ⋯ ～ 一一一 一 ～ 一 一 一