大型复杂机械设备集中润滑系统通信方式探讨

王保华 刘敬平

（焦作大学机电工程学院 河南焦作）

机械设备的长期稳定运转，离不开良好的设备润滑。对于工艺要求复杂、润滑要求高、润滑点数多的大型复杂机械设备而言，润滑尤其重要。集中润滑系统已成功应用于冶金、煤矿、矿山、化工、电力等行业的大型复杂机械设备，与传统润滑方式相比，其润滑效果有了显著提升。智能集中润滑系统也已进入工程应用实践，而有效的通信是集中润滑系统运行良好的重要保障，科学合理地解决主控系统与各润滑点的通信是一个十分突出的问题。

一、低压电力线载波通信原理与特点

电力线载波通信是利用传输工频电能的线路作为传输媒介的通信方式，是电力线特有的一种通信方式，利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。可以分为高压电力线载波通信、中压电力线载波通信、低压电力线线载波通信。

低压配电网是一个用户最多、分布最广的能源传输网络，在低压电力线载波通信中，通常利用1 MHz～30 MHz频率范围传输信号。终端设备和主机之间的载波通信是交互的，电力线载波通信原理结构图如图1所示。

电力线载波数传模块是载波通信的核心部件，发送数据信号时，通过载波数传模块将数据信号调制在高频载波信号上，并加载到电力线上进行数据传输；接受数据信号时，载波数传模块经过耦合和滤波，从电力线上滤出高频数据信号，再经解调和放大还原数据信号，传送到终端设备。

电力线载波通信属于“无新线”技术，未来是一种重要的设备总线通信技术。最大特点是无需重新布置信号网络，借助电线即可进行数据信号传送，接入方便，通信网络建设费用低，维修维护方便，减轻用户的经济负担。

图1 电力线载波通信原理结构图

二、集中润滑系统的通信方式分析

智能集中润滑系统一般由润滑监控站(上位微机)、润滑控制柜、润滑站、智能分油箱等部分组成，可以实现对设备的定点的定量润滑与检测，智能集中润滑系统组成如图2所示。

图2 集中润滑系统组成

其通信结构如图3所示。目前国内集中润滑系统主要采用以下3种方式实现控制系统与各润滑点的数据信号通信。

（1）有线通信。即专门铺设用来传输信号的网线、光纤、电话线等信号线缆，以连接润滑监控站与各润滑点，实现集中润滑系统的通信信号的传输。这种方式传输信号稳定、可靠、高速，但长距离传送信号有衰减，并且投资费用较大。是目前集中润滑系统应用最多的通信方式。

图3 集中润滑系统通信结构

（2）无线通信。该方式不需要专门铺设通信线缆，通过无线通信技术传输通信信号，实现检测控制各个润滑点。该方式成本低廉、适应性好、扩展性好、维护方便，但电磁波具有方向性，且易受周围电磁信号干扰，误码率较高，同时信号传输延迟较大，信号传输的质量较难保证。并且通信距离受限，目前地面民用无线通信的设备所能达到的距离一般为0.2～6 km。当润滑点分布范围＞6 km时，该方式在集中润滑系统中不能完全实现通信要求。

（3）电力载波通信。是指以现有的集中润滑系统电源线为载体，通信信号以低压电力线载波形式传输。该通信方式具有很强的抗干扰能力，由于采用频率传输方式，信号无衰减。电力部门通信的专用传输频段为40～50 kHz，所以在进行设定传输频段时需要避开电力部门通信专用频段。PLC调制解调模块的成本也远低于无线模块，随着PLC控制技术的成熟，工业检测手段的完备，低压电力线载波通信可以应用于集中润滑系统，较好地实现其通信功能。

上述3种通信方式在集中润滑系统中都有不同程度的应用，但在润滑控制柜和润滑控制站之间一般是有线通信，如果将集中润滑系统接入以太网，可以实现远程网络控制。

三、结论

电力线在大型机械上是必不可少，采用低压电力线载波通信方式，可节省大量费用，不需要另架专线，也不占用现有的频谱资源，而且免维护，省时省工，线路简捷，相对经济。在矿用皮带输送机、辊式给料机、球磨机、回转窑等大型复杂机械设备上，润滑点数量多且密集或工作环境温度高等情况下，集中润滑系统的通信线缆布置量大或通信线缆布置不便，引入低压电力线载波通信，集中润滑系统运行更好，能有效减少设备的停机时间，节省维修和零件成本，提高设备的使用寿命和性能，并大幅提高工人工作效率，主机设备的产能和效益将进一步提升。