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1 引言
在火電廠、水泥廠和其他一些大型礦山設(shè)備中所使用的磨機(jī)在啟停和運(yùn)行時(shí)必須要進(jìn)行潤滑。對(duì)于大型磨機(jī)通常要采用高低壓潤滑站來進(jìn)行潤滑，以保證磨機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)和軸瓦的安全。目前，潤滑站一般都采用繼電器邏輯進(jìn)行控制，這類系統(tǒng)的自動(dòng)化程度很低，大部分操作都由手動(dòng)完成。而且其電氣線路復(fù)雜，可靠性不高，不便維護(hù)。實(shí)際使用時(shí)一臺(tái)磨機(jī)就需要一個(gè)油站進(jìn)行潤滑。我們用OMRON PLC設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了潤滑站的全自動(dòng)控制，而且一個(gè)油站可以同時(shí)給兩個(gè)或更多個(gè)磨機(jī)提供潤滑，體現(xiàn)了先進(jìn)控制技術(shù)的優(yōu)越性。系統(tǒng)功能完善，結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理，體積小，耗電省，便于維護(hù)，并且具有極高的可靠性。
2 系統(tǒng)功能
該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)為兩臺(tái)磨機(jī)的安全啟停及正常運(yùn)行提供高低壓潤滑。主要功能如下：
(1)油箱油溫正常時(shí)（不低于30度），啟動(dòng)低壓工作泵。30秒鐘后高壓泵自動(dòng)啟動(dòng)。當(dāng)油壓達(dá)到20MPa時(shí)，根據(jù)要求（按鈕輸入信號(hào)）送出啟動(dòng)信號(hào)給相應(yīng)的磨機(jī)。磨機(jī)啟動(dòng)后送出反饋信號(hào)，延時(shí)3分鐘高壓泵自動(dòng)停機(jī)。實(shí)際運(yùn)行時(shí)要求兩臺(tái)磨機(jī)不能同時(shí)啟動(dòng)，間隔時(shí)間至少需要4分鐘。
(2)主機(jī)停機(jī)后，送出反饋信號(hào)，高壓泵工作3分鐘，停半小時(shí)，如此循環(huán)三至五次，以保證磨機(jī)軸瓦的安全。
(3)運(yùn)行時(shí)如果油箱油溫低于30度，電加熱器自動(dòng)投入工作并報(bào)警。溫度達(dá)到40度時(shí)自動(dòng)停止加熱；如果油箱出口溫度達(dá)到45度，冷卻器自動(dòng)投入。溫度下降到40度時(shí)停冷卻器。
(4)運(yùn)行時(shí)如果油箱壓力低于0.1MPa，備用低壓工作泵自動(dòng)投入，40秒內(nèi)如果壓力還達(dá)不到正常則報(bào)警。如果壓力繼續(xù)下降到0.05MPa，整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)停止運(yùn)行以檢查故障。
(5)運(yùn)行時(shí)如果油箱油位過高或過低，系統(tǒng)都予以報(bào)警。
控制系統(tǒng)中溫度用電接點(diǎn)溫度表檢測(cè)，壓力用電接點(diǎn)壓力表檢測(cè)，油位用干簧繼電器檢測(cè)，低壓工作泵與備用泵可由二位開關(guān)轉(zhuǎn)換。循環(huán)次數(shù)及定時(shí)時(shí)間可根據(jù)需要隨機(jī)設(shè)定。報(bào)警信號(hào)均為聲光形式。聲報(bào)警（電笛）可用按鈕解除，報(bào)警指示在故障排除后自動(dòng)消失。
3 PLC外部I/O連接
OMRON C40P PLC是一種小型可編程序控制器。在不加外部擴(kuò)展模塊的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)一般的開關(guān)量控制，具有順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)等邏輯控制的功能。如果加上適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展模塊還可以進(jìn)行模擬量控制，而且具有很高的可靠性。主機(jī)共有I/O點(diǎn)40個(gè)。表1為潤滑站控制系統(tǒng)中PLC外部I/O分配表。其中PLC的24個(gè)輸入點(diǎn)中已用了17個(gè)，16個(gè)輸出點(diǎn)用了14個(gè)，全部控制程序約300條指令?？梢娫撓到y(tǒng)的軟、硬件資源得到了相當(dāng)充分的利用。具體的I/O分配如表1所示?？紤]到安全因素，輸入輸出沒有采用編碼形式，而是直接采用點(diǎn)一點(diǎn)方式。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

表1 PLC的I/O分配表

輸 入 輸 出
1#磨機(jī)反饋 0000 0500 接工作泵
2#磨機(jī)反饋 0001 0501 接備用泵
油箱油溫上限 0002 0502 啟停1#磨機(jī)
油箱油溫下限 0003 0503 啟停2#磨機(jī)
出口油溫上限 0004 0504 接高壓泵
出口油溫下限 0005 0505 1#油路閥
油位上限 0006 0506 2#油路閥
油位下限 0007 0507 接加熱器
20MPa油壓 0008 0508 接冷卻器
0.1MPa油壓 0009 0509 油位上限指示
0.05MPa油壓 0010 0510 油位下限指示
啟動(dòng)工作泵 0011 0511 出口油溫指示
手動(dòng)備用泵 0012 0600 油壓報(bào)警指示
啟動(dòng)1#磨機(jī) 0013 0601 聲報(bào)警
啟動(dòng)2#磨機(jī) 0014 　 　
停機(jī) 0015 　 　
停報(bào)警 　 　 　

該系統(tǒng)除部分為順序控制外，從總體上來看具有隨機(jī)離散控制的特點(diǎn)。下面對(duì)幾個(gè)模塊的程序設(shè)計(jì)予以說明。
4.1 循環(huán)控制
磨機(jī)停機(jī)后，為保證軸瓦的安全，高壓泵應(yīng)根據(jù)磨機(jī)的反饋信號(hào)立即循環(huán)啟停幾次。這里應(yīng)該區(qū)別兩個(gè)不同狀態(tài)：磨機(jī)未啟動(dòng)時(shí)的狀態(tài)和啟動(dòng)后又停機(jī)時(shí)的狀態(tài)。因?yàn)檫@兩個(gè)狀態(tài)的反饋信號(hào)均為常開（由輸入繼電器0000及0001送入），若不加區(qū)別，則一開始高壓泵即開始循環(huán)，造成誤動(dòng)作。程序中用一個(gè)內(nèi)部輔助繼電器來“記住”磨機(jī)啟動(dòng)過的狀態(tài)，再聯(lián)鎖循環(huán)條件，從而就避免了誤動(dòng)作。另外也可以采用后沿微分指令來區(qū)分這兩個(gè)狀態(tài)，可以達(dá)到同樣的效果。
4.2 油壓濾波
系統(tǒng)運(yùn)行中如果油壓異常（低于0.05MPa），則應(yīng)聯(lián)鎖磨機(jī)停機(jī)。因?yàn)槟C(jī)屬于大型重負(fù)菏設(shè)備，所以應(yīng)避免因油壓的波動(dòng)而頻繁停磨機(jī)的現(xiàn)象發(fā)生，因而需要對(duì)油壓的波動(dòng)進(jìn)行濾波。在程序中我們采用了PLC內(nèi)部的定時(shí)器對(duì)油壓的波動(dòng)進(jìn)行延時(shí)濾波，從而滿足了要求。
5 結(jié)束語
本系統(tǒng)已于1998年底完成，并在焦作潤滑設(shè)備廠投入批量生產(chǎn)，已經(jīng)在電廠投入使用。由于采用了PLC進(jìn)行控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省能耗，擴(kuò)展靈活，便于維護(hù)，另外還可以根據(jù)需要配置相應(yīng)的通信模塊很方便地組成集散式控制系統(tǒng)。因此不但大大地提高產(chǎn)品的技術(shù)含量和自動(dòng)化水平，而且還極大地提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，非常具有推廣價(jià)值。