重型板式给矿机自动润滑系统设计.pdf

第3 4 卷 2 0 1 4 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V 0 1 ．3 4 A u g u s t2 0 1 4 重型板式给矿机自动润滑系统设计① 褚新胜1 ，刘影2 ，吴耀2 1 ．山东I 晦沂矿业集团会宝岭铁矿机电科，山东临沂2 7 7 7 0 0 ；2 ．江苏科技大学电子信息学院，江苏镇江2 1 2 0 0 3 摘要针对板式给矿机润滑注油点多、采用人工注油不但劳动强度大、注油不均匀、而且存在一定安全隐患的问题，设计了一套 以人机界面和P L C 为核心的分段式自动润滑系统。首先给出了自动润滑系统的结构，分析了系统的控制要求，其次根据控制要求 进行了系统硬件的配置，最后分析了P L C 控制程序的结构，给出了控制流程图。 关键词给矿机；自动润滑；P L C ；控制系统；设计 中图分类号T D 9 2 8 ．9文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 4 ．0 8 ．0 8 6 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 4 0 8 0 3 1 6 - 0 3 重型板式给矿机是一种短距离转载输送设备，是 矿石原料处理和连续生产过程中重要和必不可少的设 备之一。作为选矿工艺中的龙头设备，重型板式给矿 机具有稳定破碎作业、正确计量处理和以碎代磨节约 能耗等作用，常用于初破系统的给料及仓压工况下的 转载作业，也可用于短距离输送粒度与密度较大的物 料。油脂被广泛用于轴承等运动部件的润滑上，由于 其流动性差、用量大，给润滑带来一定的困难。重型板 式给矿机由于其润滑点较多，采用手动润滑装置不但 存在着润滑压力低、一次润滑量少、润滑劳动强度大和 效率低等缺点，同时在给矿机运行情况下还存在着安 全隐患。1 ‘2J 。本文采用P L C 实现对重型板式给矿机的 自动润滑∞J ，对提高给矿机的工作效率和延长使用寿 命具有重要的工程价值。 l 系统结构图 重型板式给矿机润滑系统由储油罐、油泵、阀门、 润滑管路、油压传感变送器和P L C 控制器组成。由于 给矿机的润滑口较多，若采用单一管路同时对各润滑 口注入润滑脂，不但会使油泵的功率和主管路的压力 增加，而且各润滑口施加的压力不均匀，影响润滑效 果。因此，本系统采用分段润滑的方法，用电磁阀控制 各个润滑管路，结构图如图1 所示。图中M 为油泵电 图1 给矿机自动注油系统结构 机，B P 为油压传感变送器，Y V l 为润滑管路总阀门， Y V l l ～Y V l 4 为4 个分段润滑管路分阀门。由于电磁 阀安全、控制方便，可靠性高，系统均采用电磁阀。 2 系统控制要求和硬件设置 重型板式给矿机自动润滑系统应满足以下控制 要求 1 具有手动和自动两种控制方式，通过转换开关 进行切换。手动控制方式通过操作面板上的油泵控制 按钮和5 个电磁阀启／停按钮控制。开启油泵后，润滑 脂被压注到主管路中，待管道压力升至1 0M P a 时 根据 管道远近此压力可在1 0 - 2 0M P a 之间调节 ，打开电磁 阀w 1 ，然后可按顺序逐个打开电磁阀Y v l l 一Y V l 4 。 手动控制用于系统的调试、试验、检修和应急控制； 2 自动控制方式由人机界面进行系统的控制，按 照设定好的参数 可调整 自动地对每段供油，直至所 有润滑段给油完成，进入循环等待时间 可调整 ，循 环等待时间结束，自动进行下一次给油。具有功能如 下①可对润滑时间t 和润滑周期r 进行设定；②润 滑系统按照设定的润滑时间t 和润滑周期r 循环工 作；③在一个润滑周期丁内，4 个润滑分段管路按顺 序依次给油；④在每个润滑时间内，设备的动作顺序 如图2 所示。 鲨H 二H 爿型 廷时1 0 s I ①收稿日期2 0 1 4 一0 5 0 7 作者简介褚新胜 1 9 8 3 - ，男，山东临沂人，助理工程师，从事机电技术管理工作。 图2 设备动作顺序 万方数据 2 0 1 4 年0 8 月 褚新胜等重型板式给矿机自动润滑系统设计 3 1 7 3 系统上电后，若出现润滑储油箱油位过低，则 系统不能启动； 4 系统在运行过程中，若出现电机过载、管路油 压过高和油路堵塞等故障时，应立即停机。 控制系统的硬件配置主要包括P L C 、人机界面及 外部传感器信号等。P L C 采用西门子 7 - 2 0 0 系列的 C P U 2 2 4 X P ，按控制要求进行相关的逻辑运算和处理， 输出油泵、阀门开关等的控制信号和系统工作状态显 示信号；人机界面采用西门子T D 4 0 0 C 文本显示设备， 完成润滑过程的油泵、阀门等状态显示，润滑时间和润 滑周期的参数设定以及故障信息的查询；夕} 、部信号主 要有油压传感器、油路堵塞信号、油位高低信号、电机 过载和过流信号等。控制系统的结构如图3 所示。 油压 过载 过流 油路 堵塞 油位低 P L C 图3 控制系统结构图 3 P L C 自动控制程序设计 根据系统的控制功能，P L C 控制程序由主程序、油 泵电机控制子程序S B R 一0 、电磁阀控制子程序S B R 一1 和故障处理子程序S B R _ 2 四部分组成，控制程序结构 如图4 所示。 图4P L C 控制程序结构图 1 主程序。主程序用于程序的初始化，润滑时间 和润滑周期参数的设定，T D 4 0 0 C 控制子程序和故障 子程序的调用。 2 油泵电机控制子程序S B R 一0 。S B R 一0 主要是 对油泵电机按设定的润滑时间t 和润滑周期r 进行循 环逻辑控制，控制流程图如图5 所示。 图5 油泵电机控制子程序 3 电磁阀控制子程序S B R 一1 。S B R 一1 的主要功 能是根据系统的运行状态，在启动和停止油泵电机时 对5 个电磁阀进行逻辑顺序控制，并对5 个电磁阀的 工作状态进行监测，控制流程如图6 所示。 图6 电磁阀控制子程序 4 故障处理子程序S B R 一2 。S B R 一2 的功能是分 别对油泵电机过流、过载和润滑管路的油压进行监测， 并根据故障的不同类型分别进行报警或停泵运行的处 理，控制流程如图7 所示。 万方数据 矿冶工程第3 4 卷 图7 故障处理子程序 4 文本显示设备 文本显示设备T D 4 0 0 C 可通过P L C 编程软件自带 的“文本显示向导”进行配置和用户菜单的开发，实现 系统运行数据的显示和参数设定等功能，具有价格相 对低廉、组态简单方便的特点。根据板式给矿机润滑 系统的控制要求，本设备开发了以下功能 1 实时动态显示给矿机的各段的润滑状态、管路 的压力、储油罐的油位； 2 可根据实际情况随时设定润滑时间t 和润滑 周期丁； 3 故障显示和报警。在系统出现过载、油压高、 储油罐油位低时，发出声光报警信号；系统出现过流、 油路堵塞时，在发出声光报警信号的同时，停止油泵的 运行等故障的报警。 5 结语 采用S I E M E N SS 7 2 0 0 系列可编程控制器和 T D 4 0 0 C 人机界面作为主要控制器件，为板式给矿机 润滑的智能化控制提供了较恰当的解决办法。给矿机 各个注油口由P L C 分段控制，每次的注油时问和循环 周期都能自动控制，参数也能方便地进行调整。系统 运行稳定、可靠，给油 脂 量调整方便，故障点容易查 找，维护量小，大大减少人工劳动强度，避免环境污染 和油脂浪费，延长了设备使用寿命，减少了维护量，具 有一定的推广价值。 参考文献 [ 1 ] 苗庆伟，芦丽华，王学民．重型板式给料机设计要点[ J ] ．起重运 输机械，2 0 0 8 7 1 3 1 6 ． [ 2 ] 李超，崔建军，刘维州． 7 - 2 0 0P L C 在自动润滑系统上的应用 [ J ] ．科技信息，2 0 0 9 1 4 6 3 9 6 3 9 ． [ 3 ]柴瑞娟，陈海霞．西门子P L C 编程技术及工程应用[ M ] ．北京 机械工』k 出板社，2 0 0 6 ． 万方数据