油气润滑在天铁集团棒线厂的应用及故障处理

任晓琴

（天津天铁冶金集团棒线厂，河北涉县056404）

油气润滑在天铁集团棒线厂的应用及故障处理

任晓琴

（天津天铁冶金集团棒线厂，河北涉县056404）

介绍了油气润滑在天铁棒线厂轴承润滑过程中的工作方式和实现的功能。针对生产过程中出现的故障，结合PLC监控程序进行分析处理，通过将系统的控制程序进行优化，油气润滑系统保证了高速线材的稳定顺产。

油气润滑;高速线材;自动控制

1 引言

天铁集团棒线厂轧机轴承采用油气润滑系统进行润滑，润滑效果良好且故障率低，有效提高了机组的生产效率。但由于此条高速线材生产线已投产5年，油气润滑系统在使用过程中难免发生故障。针对发生的故障情况，结合PLC程序监控对自控系统进行分析，很快发现并解决了出现的问题。

2 系统介绍

油气润滑系统是一套完整的机电一体系统，可用于自动向润滑点供送润滑剂，利用压缩空气的作用对润滑剂进行输送及分配的集中润滑系统。

2.1 系统的结构特点

整个油气润滑系统结构如图1所示。

（1）由1个主站、6个分配箱、两级油气分配器以及中间连接管道等组成。

（2）主站负责向分配箱供送润滑剂。

（3）分配箱的作用是将主站供送来的润滑剂进行分配，并和压缩空气混合形成油气混合物后再供给下游的油气分配器。在分配箱中装设有完整的压缩空气处理装置，对压缩空气进行处理，而对润滑剂的分配则是由递进式分配器来完成的，润滑剂和压缩空气在油气混合块中进行混合后，形成紊流状的气液两相流体即油气混合物[7]。

2.2 润滑剂供给

润滑剂由主站上的泵供给，泵是间歇工作的且启动和停止没有周期性，齿轮泵的工作和主站至分配箱之间的油压压力有关，当油压压力低于5 MPa时，电机接通，泵开始工作；而一旦油压压力高于7 MPa，则电机关闭，泵停止工作。油压压力的上、下限由主站上的压力开关进行监视[7]。

2.3 压缩空气供给

压缩空气接自用户工厂的气源并供送给6个分配箱。为保证系统正常工作，压缩空气的压力不得低于0．3 MPa。

2.4 润滑剂分配

润滑剂的计量及分配是通过递进式分配器进行的，递进式分配器可以间歇工作或连续工作。间歇工作是指分配器在工作一个或数个行程（递进式分配器中的所有活塞动作都动作一次称为一个工作行程）后即暂停工作，直到接到新的工作指令；而连续工作则是指分配器在压力油的推动下，所有活塞不停地工作。

棒线厂递进式分配器的工作方式是间歇工作的。由于递进式分配器上装设有接近开关，可以对分配器的工作行程数进行计数，一旦行程数达到设定值，球座式换向阀就会关闭，随后递进式分配器就暂停工作直到下一个工作周期。递进式分配器也决定了润滑剂的供给量。供油时一般采用多次供送，而每次供油量较小的方式进行供油，这样做使润滑点在任何时候都能得到连续的、等量的润滑剂。

为了实现系统的正常功能，需对递进式分配器进行监视。监视方式分为两种：一种是设置一个总监视时间，递进式分配器在接到工作指令后需在此时间内完成规定的行程数，否则发出报警信号，这种监视是通过时间倒数计时的方式体现的；另一种是对递进式分配器的行程时间进行监视，比如说分配器工作一个行程需用时8 s，此时行程监视时间可设置为15 s，也就是说分配器须在15 s内工作一个行程，否则就发出报警信号，如果分配器需工作数个行程，则分配器每工作一个行程后其行程监视时间应重设。

由于递进式分配器是间歇工作的，即递进式分配器有一个暂停/工作周期，因此其暂停时间和工作时间之和不多于监视时间，而递进式分配器完成工作行程数所花的时间也不超过其监视时间。对每个分配箱上的递进式分配器的监视也是单独进行。

图1 系统结构图

3 油气润滑报警的原因分析及解决措施

生产过程中油气润滑系统频繁出现“报警”和“故障”，通过对“报警”和“故障”的现象进行跟踪和观察，利用PLC监控在线运行程序，对现场报警和故障进行了详细分析与处理。

3.1 故障观察

使用过程中油气润滑出现故障，通过观察发现故障主要有以下两点：

（1）1#、3#、6#分配箱分别报故障，先是报“3#分配箱油路故障”，然后1#和6#也开始无规律地报警。

（2）“报警”发现后，按报警确认，可以把“报警”复位，但是“故障”发生后，按故障确认就无法复位，不得不把油气润滑系统停机重启动才能暂时恢复正常供油。每次发生“故障”之后，轧线设备必须全部停下来，然后把油气润滑系统重启动，系统供油正常后再通知调度组织恢复生产。不但使连续生产受到很大影响，而且由于油气供应中断，对全线需要油气润滑的设备遭受不同程序的损坏，进而发生堆钢等一连串事故。

3.2 故障产生原因分析及解决措施

（1）针对无规律报警的故障，观察发现报故障时分配器上的电磁阀得电，但分配器不能正常工作，可以初步判断分配器使用时间过久，从而出现活塞磨损的情况，经检修人员更换分配器后，故障不再出现。但此时又出现一个新的问题，就是接近开关达到监视的行程次数时仍不停止，还要继续2～3个行程，而此时电磁阀已经断电（断电由程序控制）。由此判断，电磁阀有可能出现即使失电也没有关到位的情况，需要对电磁阀进行更换。更换电磁阀之后，第一个故障基本解决。

（2）针对“报警”发现后无法复位的问题，由程序分析如下。

“报警”分析：行程时间20 s之内不出油，即报警，不影响电磁阀。

“故障”分析：总监视行程210 s内不出油，即故障，可导致电磁阀无法得电，即分配器无法正常工作。

排除第一个故障之后，为了继续观察1#、3#、6#是否会出现报警或故障，需要长时间运行油气润滑。但同时为了避免不必要的浪费，对2#、4#、5#进行了设置，将其行程数改为“1”，周期延长至360 s，总行程未改动（还是210 s），此时，系统出现2#、4#、5#接连发生故障的情况，且不能复位（按面板上的故障复位无效）。只能通过监视在线程序来查找不能复位的原因。

通过在线监视发现2#、4#、5#的油路监视都处于接通状态，由此联想到感应触针的接近开关处于长亮状态，二者一致。下面以1#分配箱的程序为例来说明为什么油路监视处于接通状态时无法进行复位，见图2。

图2 NW45、NW46原程序图

在NW45中，I4．1（1#油路监视为1），T39计时器在M1．0为1的情况下开始计时，达到预设总行程监视时间210 s后接通，此时在NW46中，由T39接通导致系统故障信号M11．1出现。此时如果按复位，即NW45中的M1．5接通，因I4．1为常1状态，所以M1．5的通断对M83．1不起作用，定时器也不会因此关断，所以此时无法复位。为了避免这一现象，对程序进行改动，见图3。

此时若进行复位，即M1．5变为1之后，经过丨NOT丨信号，定时器T39自动关断，就不会出现图2中M11．1的故障信号了。

复位的问题得到解决，但I4．1油路监视的故障尚未解决，对其进行分析，通过观察程序，见图4。

图3 修改后NW45程序图

分析如下：在NW37中，1#油路行程次数设为1，即DB11DBW4为1，如果此时油路监视I4．1为1状态，则计数器到新工作周期一开始便计1，然后C2马上失电，控制电磁阀的继电器Q9．1在NW48中受C2约束不能接通，现场也就不会有电磁阀的动作，油路也就不会改变状态：即油路监视I4．1为常1。在NW45中，T39不能以下一周期重新开始计时，则时间到了之后在NW46中出现油路故障，即M11．1=1。此时如果把行程数改为2、3或4，则C2在新的工作周期开始时即使计1个也不会失电，Q9．1可以接通，油路则会改变目前的状态，即I4．1会通断一下，此时在图3的NW45中，T39就以下一周期重新开始计时，就不会出现超时的情况，因此不会报警。

图4 NW37,NW38程序图

4 总结

通过这次对故障的分析和改造，将本系统的控制程序进行了优化，采取了有效的改进措施，改造后的油气润滑系统为高速线材的顺产也提供了保证。同时也对自动控制原理及应用有了进一步认识，为以后的程序优化改造打下了基础。

[1]崔维群，孙启法.S7-300/400可编程控制器原理与应用 [M].北京：航空航天大学出版社，2009.

[2]施仁.自动化仪表与过程控制[M].北京：电子工业出版社，2009.

[3]刘锴.深入浅出西门子S7300PLC[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.

[4] 吴中俊.可编程序控制器原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2004：29-34.

[5]王永华.电气控制及PLC应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社，2003：80-96.

[6] 许谬.电气控制与PLC控制技术[M].北京：机械工业出版社，2005：153-154.

[7]韩功波，张锋.油气润滑技术在高速纸机轴承润滑的应用研究[J].中华纸业，2011（6）：68-71.

Application and Failure Handling of Oil Mist Lubrication System to Bar and Wire Rod Mill of Tiantie Group

REN Xiao-qin
(Bar and Wire Rod Mill,Tianjin Tiantie Metallurgical Group Co．,Ltd．,She County, Hebei Province 056404,China)

The paper explains the working method and functions of oil mist lubrication in bearing lubrication process at Tiantie Bar and Wire Rod Mill．In order to solve the problem in production,analysis was carried out in combination with PLC monitoring program．The control program was optimized．The reformed oil mist lubrication system ensured the stable and smooth production of high speed wire rod．

oil mist lubrication;high speed wire rod;automatic control

10．3969/j．issn．1006-110X．2015．03．017

2015-01-13

2014-02-15

任晓琴（1984—），女，工程师，主要从事于电气管理工作。