ＨＭＩ及ＰＬＣ控制系统 球磨机烧瓦事故分析与预防 蒋杨，张磊。罗敏 （河北钢铁集团矿业有限公司机电检修分公司，河北唐山０６３７００） 摘要：分析某铁矿ＭＱＹ５５８５球磨机烧瓦事故的原因，并提出Ｓ７．３００保护程序优化方案。 关键词：球磨机；烧瓦事故；西门子Ｓ７—３００ ０引言 ２０１４年１月７日早晨７点４６分．河北钢铁集团 司家营研山铁矿１号球磨机稀油站高压油泵、低压油 泵、循环泵突然同时停止运转；球磨机联锁保护失效． 球磨机在屋润滑油的情况下继续运转。导致球磨机前 后轴瓦出现不同程度的烧毁 烧瓦是球磨机最严重的机械故障 虽然造成的原 因各有不同．但根本结果是球磨机曲轴与瓦之间由于 没有油膜保护而出现严重干磨．接触表面达到极限高 温，曲轴颈与瓦之间相互烧结、熔化、咬死，致使球磨 机无法转动 １球磨机润滑油站控制理论 （１）主泵运转时，油压低于２ＭＰａ后。延时１ｓ启动 副泵．压力正常后停副泵。 （２）本柜自动“启动”按钮按下时油泵启动．油泵 启动３０ｓ后压力仍然低时输出报警并启动备用泵．备 用油泵启动压力正常后．延时ｌｍｉｎ停备用油泵：本柜 自动“停止”按钮按下后。延时２ｓ油泵停止运转。 （３）油站故障：油箱液位下限报警；两油泵都运行 压力低；液位低；出口油温高；滤油器堵塞；油流量低； 回油温度高：油箱温度低。 （４）允许启动离合器条件。 自动状态下：罐内压力正常：主电机运行；油泵 启动；喷射装置运行；本柜自动运行；没有脱离合条 件；启动离合器基本条件具备（两个油箱温度高压２３ｑＣ； 高低压流量任意一个大于６０％：小齿轮流量任意一 个大于８０％：喷射装置运行正常：高低压油站差压信 号正常）。 手动状态下：罐内压力正常。主电机停止，本柜手 动运行 作者简介：蒋杨（１９８６－），从事电气自动化与仪表技术研究 工作。 收稿日期：２０１４—０９—０３ （５）脱离合条件：高低压油站油箱温度高于５５℃： 小齿轮流量任意一个低压６０％：稀油站液位下限报 警；高低压油站液位下限报警：任意一个主轴温度大 于６０℃；两台高压泵运转总压小于２ＭＰａ：两台低压泵 运行压力低；主电机严重故障：稀油站油箱温度高于 ５５ｑＣ：高低压流量任意一个低压５０％ ２事故发生的原因 结合故障现象和西门子Ｓ７—３００控制程序分析． 造成本次事故的根本原因是“自动运行”信号的突然 丢失。该信号丢失后在运转状态下高、低压油泵和循 环泵会同时停止运转．且联锁保护失去作用。低压油 泵控制梯形图如图１所示．高压油泵站与循环泵站与 低压泵控制相似 图１稀油站油泵控制 该信号丢失的原因有如下几种可能： ｆ１）“手／自动”切换旋钮在手动运行状态下打到自 动运行状态 （２）触摸屏上人为误触碰本柜自动“停止”按钮。 （３）“手／自动”切换旋钮的接线端子松动。 （４）系统周围有信号干扰。 （５）其它未知原因 针对以上５种可能进行逐条检查并论证。第（１）、 （２、项情况的出现都为人为误操作，经现场监控录像 回放泵站停止运转时刻没有人员操作．基本可以排 除：结合现象及自动化对线路的检查基本排除第（３） 项信号线松动的问题：因发生事故时现场有电焊机正 在作业．不排除焊机对开关量信号的干扰。 自动化应用 ２０１５ ２期 ３８ ＨＭＩ及ＰＬＣ控制系统 ３西门子Ｓ７—３００程序优化 （１）问题一：程序在自动运行状态下，自动切到手 动．联锁保护不起作用，设备照常运转；手动切换自 动．油站油泵同时停止运转，离合器不会自动脱开，球 磨机照常运转．在ＰＬＣ柜触摸屏点击本柜自动“运行” 按钮后．联锁保护才恢复正常。 处理措施：去掉图１程序中的点Ｍ１３－３（本柜自动 运行信号），其开点并到Ｉ１２．５（旋钮手动），如图２所 示 ＞ ）＿ 图２修改脱离合条件前后对比 实现功能：无论在手动还是自动运行模式下，保 护都起作用，只要磨机发生故障，程序输出报警。同时 脱开离合器．防止手动状态下造成设备损坏。 （２）问题二：在球磨机自动运行时，操作人员可以 操作手自动切换旋钮．手动停止油泵运转：误操作或 自动运行信号突然丢失也会使油站停止运转．从而导 致停机事故的发生 处理措施：将Ｉ１２．６（本柜自动）开点信号移到 Ｍ１３．０（本柜投入自动）后。被Ｍ１３．３（触摸屏“本柜自 动”的“启动”状态）锁住，如图３所示：手动控制回路 中串入Ｍｌ３．３的闭点．Ｉ１２．１（主电机运行）开点与 Ｑ２５－２（离合器合）开点串起来再与Ｍ１３．１（本柜自动停 止）并上．如图４所示 实现功能：球磨机在自动运行状态下。手／自动转 换按钮失效．程序一直自锁在自动运行状态下．触摸 屏“本柜自动”停止按钮失效．只有在脱离合或主电机 停止时才有效．防止人为误操作和本柜自动“运行”信 号因干扰等原因丢失的现象发生 ３９ ｉ＼＾ｎ＾ｎ＾ｆ．ｃｈｉｎａｃａａａ．ｃｏｍ 自动化应用 图３优化本柜自动控制前后对比 图４优化允许启动离合器条件前后对比 （３）问题三：在手动状态下主电机运转、油站不启 动．离合器也可以吸合．启动球磨机，而球磨机在手动 状态下运行是没有联锁保护的．会导致大瓦烧毁。 处理措施：在图４程序中，在手动控制回路串入 Ｉ１２．１（主电机运转）闭点。 实现功能：手／自动转换按钮在手动状态下电机运 转时不能吸离合器．即不能手动状态下启动球磨机 （４）问题四：在紧急情况下需到控制柜触摸屏切 换画面手动停离合器．需要时间较长 处理措施：在现场控制柜上加装急停按钮并带外 壳保护．硬线连接 实现功能：在任何情况下．拍下急停按钮后离合 器都会分离，在特殊情况下能快速停球磨机。 （５）问题五：联锁保护采集轴瓦温度、油量等模拟 信号．这些模拟信号反应时间比数字量信号慢。不能 很好地起到保护作用 （下转第５２页）