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1 引言
在火電廠、水泥廠和其他一些大型礦山設備中所使用的磨機在啟停和運行時必須要進行潤滑。對于大型磨機通常要采用高低壓潤滑站來進行潤滑，以保證磨機在正常運轉(zhuǎn)和軸瓦的安全。目前，潤滑站一般都采用繼電器邏輯進行控制，這類系統(tǒng)的自動化程度很低，大部分操作都由手動完成。而且其電氣線路復雜，可靠性不高，不便維護。實際使用時一臺磨機就需要一個油站進行潤滑。我們用OMRON PLC設計的控制系統(tǒng)實現(xiàn)了潤滑站的全自動控制，而且一個油站可以同時給兩個或更多個磨機提供潤滑，體現(xiàn)了先進控制技術(shù)的優(yōu)越性。系統(tǒng)功能完善，結(jié)構(gòu)先進合理，體積小，耗電省，便于維護，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)為兩臺磨機的安全啟停及正常運行提供高低壓潤滑。主要功能如下：
(1)油箱油溫正常時（不低于30度），啟動低壓工作泵。30秒鐘后高壓泵自動啟動。當油壓達到20MPa時，根據(jù)要求（按鈕輸入信號）送出啟動信號給相應的磨機。磨機啟動后送出反饋信號，延時3分鐘高壓泵自動停機。實際運行時要求兩臺磨機不能同時啟動，間隔時間至少需要4分鐘。
(2)主機停機后，送出反饋信號，高壓泵工作3分鐘，停半小時，如此循環(huán)三至五次，以保證磨機軸瓦的安全。
(3)運行時如果油箱油溫低于30度，電加熱器自動投入工作并報警。溫度達到40度時自動停止加熱；如果油箱出口溫度達到45度，冷卻器自動投入。溫度下降到40度時停冷卻器。
(4)運行時如果油箱壓力低于0.1MPa，備用低壓工作泵自動投入，40秒內(nèi)如果壓力還達不到正常則報警。如果壓力繼續(xù)下降到0.05MPa，整個系統(tǒng)自動停止運行以檢查故障。
(5)運行時如果油箱油位過高或過低，系統(tǒng)都予以報警。
控制系統(tǒng)中溫度用電接點溫度表檢測，壓力用電接點壓力表檢測，油位用干簧繼電器檢測，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)及定時時間可根據(jù)需要隨機設定。報警信號均為聲光形式。聲報警（電笛）可用按鈕解除，報警指示在故障排除后自動消失。
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、計數(shù)等邏輯控制的功能。如果加上適當?shù)臄U展模塊還可以進行模擬量控制，而且具有很高的可靠性。主機共有I/O點40個。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個輸入點中已用了17個，16個輸出點用了14個，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充分的利用。具體的I/O分配如表1所示。考慮到安全因素，輸入輸出沒有采用編碼形式，而是直接采用點一點方式。
4 系統(tǒng)軟件設計

表1 PLC的I/O分配表

輸 入 輸 出
1#磨機反饋 0000 0500 接工作泵
2#磨機反饋 0001 0501 接備用泵
油箱油溫上限 0002 0502 啟停1#磨機
油箱油溫下限 0003 0503 啟停2#磨機
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
啟動工作泵 0011 0511 出口油溫指示
手動備用泵 0012 0600 油壓報警指示
啟動1#磨機 0013 0601 聲報警
啟動2#磨機 0014 　 　
停機 0015 　 　
停報警 　 　 　

該系統(tǒng)除部分為順序控制外，從總體上來看具有隨機離散控制的特點。下面對幾個模塊的程序設計予以說明。
4.1 循環(huán)控制
磨機停機后，為保證軸瓦的安全，高壓泵應根據(jù)磨機的反饋信號立即循環(huán)啟停幾次。這里應該區(qū)別兩個不同狀態(tài)：磨機未啟動時的狀態(tài)和啟動后又停機時的狀態(tài)。因為這兩個狀態(tài)的反饋信號均為常開（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)，造成誤動作。程序中用一個內(nèi)部輔助繼電器來“記住”磨機啟動過的狀態(tài)，再聯(lián)鎖循環(huán)條件，從而就避免了誤動作。另外也可以采用后沿微分指令來區(qū)分這兩個狀態(tài)，可以達到同樣的效果。
4.2 油壓濾波
系統(tǒng)運行中如果油壓異常（低于0.05MPa），則應聯(lián)鎖磨機停機。因為磨機屬于大型重負菏設備，所以應避免因油壓的波動而頻繁停磨機的現(xiàn)象發(fā)生，因而需要對油壓的波動進行濾波。在程序中我們采用了PLC內(nèi)部的定時器對油壓的波動進行延時濾波，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進行控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省能耗，擴展靈活，便于維護，另外還可以根據(jù)需要配置相應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)濟效益，非常具有推廣價值。