選礦廠球磨機潤滑監控系統改造

矯春勇

（中國有色集團撫順紅透山礦業有限公司選礦廠，遼寧 撫順 113300）

選礦廠的選礦過程是由選前的礦石準備、礦石破碎和礦石浮選作業組成的連續生產過程。磨礦是礦石破碎過程的重要組成部分，主要由球磨機完成。球磨機是各種工礦企業制粉系統最重要的設備。大型球磨機由高壓同步電機驅動或由異步電動機通過減速機帶動滾筒工作。球磨機兩側支撐部位軸瓦不僅對整個球磨機起到支撐作用，還是電機減速機與筒體的聯接部件，更是筒體在旋轉過程中的散熱部件。所以，軸承軸瓦的好壞決定了整個球磨系統是否能正常運行。潤滑油主要為軸承軸瓦提供潤滑，當潤滑系統出現問題會導致筒體軸瓦溫度升高，引起干磨擦燒瓦現象，使其產生粘連，導致軸瓦燒毀報廢。軸瓦修復時間長，造價昂貴，一旦燒毀，會影響企業的正常生產，給企業造成嚴重的經濟損失。

1 設計理念

為了避免此情況的出現，球磨機一般設有軸瓦測溫監控系統和潤滑檢測系統。當出現軸瓦溫度過高、潤滑油供油壓力低和潤滑系統不暢等問題都會引起保護系統報警和保護性跳閘，避免事故擴大化。紅透山選礦廠現有四臺球磨機，其中三臺初磨機，一臺再磨機。每臺球磨機由兩臺油泵對前后軸瓦提供潤滑。

原有球磨機軸瓦沒有溫度檢測，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區段位置油膜厚薄，憑手感估測溫度情況，用手持式激光測溫儀檢測中空軸表面及軸瓦的溫度，檢測間斷，不連續，檢測溫度偏差較大，不可靠。

鑒于以上不利原因，我們對選礦廠球磨機保護系統進行了改造。

2 內涵和主要做法

2.1 內涵

基于對球磨機潤滑系統進行改造的必要性和可行性，我們對球磨機實行了潤滑系統的PLC自動控制。整個潤滑系統以西門子PLC S7-200 SMART為核心控制，實現對溫度、壓力、流量、液位等輸入數據的采集、分析和處理，并根據所設置的報警值、停機值對球磨機進行保護控制。由組態軟件編制好人機界面下載到觸摸屏中，使操作人員在人機交互界面中直觀簡便地進行監測和進行相應操作。組態軟件中，數據、趨勢圖、報表等真實可靠，為出現故障時對系統進行快速、準確地分析和處理提供了有力依據。球磨機潤滑監控系統的改造，實現了系統的完整性、實時性和連續性，使球磨機運行更加安全和穩定，從而達到降本增效與精益管理的目的。

2.2 主要做法

本保護系統主要從系統硬件、系統軟件、現場檢測裝置以及PLC控制過程和觸摸屏監控方式等幾方面進行設計，現就各項措施的操作思路、方法與步驟予以說明。

1）系統硬件。球磨機潤滑監控系統中有多個溫度、壓力、流量、液位等檢測元件，它們分散分布在裝置的不同位置，要求PLC實現實時監測、控制或調節功能。為方便操作人員及時了解運行情況并實施操作，本系統選用西門子控制技術進行總方案設計，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構。（1）下位機選用西門子PLC S7-200 SMART。S7-200 SMART系列PLC運行穩定，使用簡單方便，功能強大，適用于各行各業，各種場合中的檢測、監測及控制的自動化控制系統。如果控制任務增加時還可對其進行擴展。本系統采用一塊CPU ST30模塊和六塊EM AE04擴展模塊，來實現整個系統的數據采集、邏輯控制與自動控制，并且進行調節的功能。球磨機潤滑監控系統中配備了溫度、壓力、流量、液位等檢測裝置。檢測裝置通過傳感器采集現場數據，提供給PLC來實現數據監測及設備控制功能。（2）外部檢測元件由壓力傳感器、溫度傳感器、流量計和物位計組成，其間安裝中間繼電器對整個系統的輸入輸出進行安全隔離，保證重要元氣件的安全穩定。

2）系統軟件。本系統所用軟件分為觸摸屏組態軟件和PLC下位機軟件。觸摸屏組態軟件選用的是北京昆侖通態的MCGS組態軟件。組態軟件的設計可以在計算上完成。首先，在計算機中安裝MCGS組態軟件，用通信電纜將觸摸屏與計算機連接，進行相應的通訊設置后，在組態環境中選擇“上傳工程”，在打開的對話框中，先確定一個上傳工程的路徑，點擊上傳即可完成。

3）現場檢測裝置。本保護裝置摒棄了原保護方式存在的避端，對現場檢測裝置進行了重新設計，在球磨機前、后軸瓦的合適位置安裝紅外線測溫儀，用于現場軸瓦溫度的檢測。紅外線測溫為非接觸測溫，重復性好，反應快，溫度的變化值能快速地反應到PLC中，使PLC能迅速進行響應。4臺球磨機共增設8支測溫電阻，安裝方便，便于維護。

由于本系統中增設24個標準模擬量輸入信號，所以，PLC配置6臺模擬量輸入模塊，將現場模擬量信號分別接入模塊的相應輸入點上，PLC檢測到相應地址上的電流信號值后，將其轉換成對應的溫度或壓力等數值上傳到觸摸屏中。本系統中PLC的CPU共有18個數字量輸入點（DI）和12個數字量輸出點（DO)。當系統檢測到以上參數值異常時會輸出場光報警來提醒操作人員，記錄報警及輸出停機信號。

2.4 操作界面介紹

此系統通過監測1#-4#球磨機的前后軸潤滑油管路的壓力，流量，油箱液位，軸瓦溫度，來實現對機組潤滑狀況的監控報警功能（1）總機組畫面。點擊“總機組畫面”，進入總機組界面，如圖1所示。此界面為1#-4#球磨機運行狀態匯總，球磨機的運行狀態、監控點的數據采集、報警點提示全部集中在此頁面。（2）報警投入設定。在首頁點擊“報警投入設定”，進入報警投入設定界面。此界面可設定每臺機組每一個監測點的報警投入與切除。即投入時監測報警有效，切除時監測報警無效。例如：1#機組前瓦油溫高報警輸出，經檢查是錯誤報警或機組故障造成，可在獲得“工程師”登錄權限下，點擊“前瓦溫報警投入”綠色按鈕，將其切換為“前瓦溫報警切除”紅色按鈕，此時該監控報警點被強制禁止，不會再參與報警輸出。若故障點處理完好后可再次點擊此鍵，恢復監控報警狀態。

圖1 總機組界面

3 球磨機潤滑系統應用后的效果

球磨機潤滑監控系統的安裝使用，在選礦廠磨礦工序管理上起到了很大的作用，不單對設備的實時監控具有突出的表現，對人員的監管和成本的控制都具有深遠的意義。由此可見，做好管理工作，不但需要人的管理還需要由自動化管理與之相稱，才能最大程度的把管理工作做得更好。