大型復雜機械設備集中潤滑系統通信方式探討

王保華 劉敬平

（焦作大學機電工程學院 河南焦作）

機械設備的長期穩定運轉，離不開良好的設備潤滑。對于工藝要求復雜、潤滑要求高、潤滑點數多的大型復雜機械設備而言，潤滑尤其重要。集中潤滑系統已成功應用于冶金、煤礦、礦山、化工、電力等行業的大型復雜機械設備，與傳統潤滑方式相比，其潤滑效果有了顯著提升。智能集中潤滑系統也已進入工程應用實踐，而有效的通信是集中潤滑系統運行良好的重要保障，科學合理地解決主控系統與各潤滑點的通信是一個十分突出的問題。

一、低壓電力線載波通信原理與特點

電力線載波通信是利用傳輸工頻電能的線路作為傳輸媒介的通信方式，是電力線特有的一種通信方式，利用現有電力線，通過載波方式將模擬或數字信號進行高速傳輸的技術?？梢苑譃楦邏弘娏€載波通信、中壓電力線載波通信、低壓電力線線載波通信。

低壓配電網是一個用戶最多、分布最廣的能源傳輸網絡，在低壓電力線載波通信中，通常利用1 MHz～30 MHz頻率范圍傳輸信號。終端設備和主機之間的載波通信是交互的，電力線載波通信原理結構圖如圖1所示。

電力線載波數傳模塊是載波通信的核心部件，發送數據信號時，通過載波數傳模塊將數據信號調制在高頻載波信號上，并加載到電力線上進行數據傳輸；接受數據信號時，載波數傳模塊經過耦合和濾波，從電力線上濾出高頻數據信號，再經解調和放大還原數據信號，傳送到終端設備。

電力線載波通信屬于“無新線”技術，未來是一種重要的設備總線通信技術。最大特點是無需重新布置信號網絡，借助電線即可進行數據信號傳送，接入方便，通信網絡建設費用低，維修維護方便，減輕用戶的經濟負擔。

圖1 電力線載波通信原理結構圖

二、集中潤滑系統的通信方式分析

智能集中潤滑系統一般由潤滑監控站(上位微機)、潤滑控制柜、潤滑站、智能分油箱等部分組成，可以實現對設備的定點的定量潤滑與檢測，智能集中潤滑系統組成如圖2所示。

圖2 集中潤滑系統組成

其通信結構如圖3所示。目前國內集中潤滑系統主要采用以下3種方式實現控制系統與各潤滑點的數據信號通信。

（1）有線通信。即專門鋪設用來傳輸信號的網線、光纖、電話線等信號線纜，以連接潤滑監控站與各潤滑點，實現集中潤滑系統的通信信號的傳輸。這種方式傳輸信號穩定、可靠、高速，但長距離傳送信號有衰減，并且投資費用較大。是目前集中潤滑系統應用最多的通信方式。

圖3 集中潤滑系統通信結構

（2）無線通信。該方式不需要專門鋪設通信線纜，通過無線通信技術傳輸通信信號，實現檢測控制各個潤滑點。該方式成本低廉、適應性好、擴展性好、維護方便，但電磁波具有方向性，且易受周圍電磁信號干擾，誤碼率較高，同時信號傳輸延遲較大，信號傳輸的質量較難保證。并且通信距離受限，目前地面民用無線通信的設備所能達到的距離一般為0.2～6 km。當潤滑點分布范圍＞6 km時，該方式在集中潤滑系統中不能完全實現通信要求。

（3）電力載波通信。是指以現有的集中潤滑系統電源線為載體，通信信號以低壓電力線載波形式傳輸。該通信方式具有很強的抗干擾能力，由于采用頻率傳輸方式，信號無衰減。電力部門通信的專用傳輸頻段為40～50 kHz，所以在進行設定傳輸頻段時需要避開電力部門通信專用頻段。PLC調制解調模塊的成本也遠低于無線模塊，隨著PLC控制技術的成熟，工業檢測手段的完備，低壓電力線載波通信可以應用于集中潤滑系統，較好地實現其通信功能。

上述3種通信方式在集中潤滑系統中都有不同程度的應用，但在潤滑控制柜和潤滑控制站之間一般是有線通信，如果將集中潤滑系統接入以太網，可以實現遠程網絡控制。

三、結論

電力線在大型機械上是必不可少，采用低壓電力線載波通信方式，可節省大量費用，不需要另架專線，也不占用現有的頻譜資源，而且免維護，省時省工，線路簡捷，相對經濟。在礦用皮帶輸送機、輥式給料機、球磨機、回轉窯等大型復雜機械設備上，潤滑點數量多且密集或工作環境溫度高等情況下，集中潤滑系統的通信線纜布置量大或通信線纜布置不便，引入低壓電力線載波通信，集中潤滑系統運行更好，能有效減少設備的停機時間，節省維修和零件成本，提高設備的使用壽命和性能，并大幅提高工人工作效率，主機設備的產能和效益將進一步提升。