杨芳敏，张丽丽

（中国黄金集团内蒙古矿业有限公司，内蒙古 满洲里 021400）

1 背景简介

开式齿轮喷雾润滑系统已广泛应用于电厂、矿山、水泥等设备的大型开式齿轮副的润滑冷却。如：球磨机、回转窑、干燥机等。通过使用该系统，可提高大型、重载开式齿轮副的寿命，减少停机时间及降低维修费用。齿轮可润滑宽度为50mm～1060mm。周期性的喷雾为齿轮提供了持久的油膜，控制可以设置多种润滑周期，并具有故障监控功能和喷嘴“后吹”功能。

某铜钼矿选矿厂磨矿车间一、二、三系列共用六台大型磨机，磨机通过6000KW电机驱动小齿轮，带动磨机大齿圈旋转，磨机在旋转过程中，齿面需要间歇定时甘油润滑冷却，润滑脂可以起到减少机械磨损、防止齿轮生锈和腐蚀以及带走摩擦产生的热量。甘油润滑控制设备的稳定运行至关重要，是磨机正常运转的安全保障，以往购买的甘油喷射控制器操作复杂，多余功能繁多，并且经常出现死机故障，价格高昂，选矿成本无法降低。

2 甘油喷射原理及系统搭建

控制部分采用西门子CPU1215 C控制器，利用PLC的输入和输出部分控制甘油喷射控制系统相关执行元件。人家交互界面使用西门子KTP700 Basic PN触摸屏，PLC与触摸屏通过Profinet 组件网络连接。触摸屏用于监测CPU控制器的运行状态以及整个控制系统的参数设置。执行部分主要由控制电磁阀、气动泵、油路分配器、喷枪组件、后吹控制装置等。监测部分由空气压力开关、油脂桶液位开关、后吹压力指示仪表、喷油计数开关等部分组成。

当控制器的计时器到达了预定的时间，气动泵电磁阀打开，压缩空气通过气动三联件处理后进入气动泵使气动泵工作，润滑剂将从泵的出油口中输出，经过供油管路将润滑脂持续注入齿面上安装的喷枪组件。气动泵运行的同时喷嘴进气电磁阀打开，压缩空气通过气动两联件处理后达到喷枪组件中的喷嘴处，与到达此处的润滑脂相汇合，并将润滑剂打碎成细小颗粒并随压缩空气一起喷向齿轮表面。当气动泵停止工作后向喷嘴继续供气若干时间，被称为后吹时间，作用是清洁喷嘴防止堵塞。

油路分配器上有一个润滑脂注油计数器，当气动泵正常运行时，油路分配器每完成一次工作循环，油路分配器上的顶针动作一次，顶针触发计数器计数，用于供油量控制和检测供油系统运行状态。计时模式仅作为系统检测。

3 控制系统程序及操作画面设计

3.1 程序设计简介

甘油喷射控制系统程序设计分为自动模式和手动模式。自动模式运行分为计数间隔运行和计时间隔运行。为了使程序规范化、模块化，程序设计由一个主程序和三个子程序组成，主程序用于控制逻辑的执行，三个子程序用于不同功能模式的控制，分为计时子程序FC1、计数子程序FC2和参数初始化及参数设置子程序FC3。

主程序间隔时间启用，当甘油喷射控制器收到磨机运行信号、触摸屏选择自动运行、控制器未出现故障报警、操作员在触摸屏选择计数模式或者计时模式运行后，间隔时间定时器开始启用，甘油喷射控制器进入自动运行模式。间隔时间达到预设时间后，通过定时器完成位启动气动泵打油电磁阀和后吹电磁阀。

图1 程序自动运行条件

3.1.1 程序计数模式

如果操作员选择计数模式，主程序调用FC2子程序。通过间隔时间完成位控制气动泵电磁阀得电运行，同时喷嘴电磁阀得电，甘油喷射系统开始喷油运行。在气动泵运行过程中，分油器内部顶杆往复运转，计数器开始计数运行，当达到计数设定次数后，气动泵打油电磁阀失电，后吹断电延时定时器启动运行，此时喷嘴电磁阀任然处于得电运行状态，运行时间为预设后吹时间，后吹时间到后，喷嘴电磁阀失电，程序又回到间隔时间定时状态。以此为循环，自动运行。

图2 启动喷油输出

3.1.2 程序计时模式

如果操作员选择计时模式，主程序会调用FC1子程序，同样间隔时间计时完成后，触发气动泵电磁阀和喷嘴电磁阀，在设定的喷油时间完成后，程序进入后吹运行，喷嘴电磁阀继续运行到后吹完成。以此循环，再次进入间隔运行，甘油喷射控制器在计时模式运行时，喷油计数接近开关计数器仅作为油泵喷油状态监控和参考，不参与控制。

3.1.3 程序手动模式设计

甘油喷射手动程序设计方面，手动优先运行原则，无论程序运行在何种模式，只要启用手动喷油，程序立即转入手动运行状态，操作界面有手动喷油按钮，可以采用一键启停喷油模式，程序设计采用一个计数器，计数预设值为2，自动运行状态时计数器为0，点动手动打油按钮，计数器当前值变为1，系统进入手动打油计数/计时模式，完成一次预设喷油运行后，计数器复位为0；在甘油喷射系统运行中，如果再次点动手动喷油按钮，计数器会增1，自动复位为0，甘油喷射控制器停止运行。

图3 手动程序设计

3.1.4 故障报警设计

在控制器自动运行过程中，设有监控时间报警，气压低报警，油桶油位低报警监控程序，监控时间报警主要是为防止分油器，喷嘴等油路堵塞故障后，未在设定的监控时间内完成规定的注油量。当发生以上以上故障报警时，会触发报警输出，控制器外部接有报警警铃，同时通过人机界面提示操作人员当前故障，甘油喷射系统停止运行。

在磨机运行状态时，如果监控时间内未完成注油量，系统供气压力低，油桶低油位，系统掉电、系统处于手动模式，以上状态累计两小时，表明磨机两小时进行齿面润滑，连锁输出到磨机控制系统，磨机连锁停机。

3.2 人机操作界面设计

3.2.1 初始画面

甘油喷射控制系统上电后，首先进入模式选择画面，根据生产需求，选择需要的运行方式，计数模式按钮用于调用子程序FC2子程序，定时模式按钮用于调用子程序FC3。

图4 初始画面

3.2.2 计数模式程序设计

操作人员选择计数模式后，进入磨机甘油喷射计数画面，操作画面设计有运行数据输入部分和运行状态监控部分。

输入部分由间隔时间设定、监控时间设定、后吹时间设定和打油次数设定。操作人员可以根据磨机运行齿面温差设定打油量。当前间隔时间显示为定时器定时值，当前监控时间为喷嘴喷油时间，若超过监控时间设定值会发出故障报警。

图5 计数操作画面

3.2.3 计时模式操作画面

计时模式仅需设定间隔时间，打油时间和后吹时间三个参数，参数设置完毕后控制器按照设定值进行自动运行。

图6 甘油喷射计时模式

4 结语

油喷射控制系统，是大型磨机安全稳定运行的基础保障，新设计的甘油喷射控制器结构简单，成本低廉，运行稳定。人机界面操作简单明了，全中文界面，完全根据生产现场设计，去除繁杂的功能设计。模块化设计，出现故障后不必整体更换，维护方便并且维护成本低，同时解决了无故障死机现象，极大的方便了生产现场。