張志勇¹　秦文超¹　鐘伯錄²
（1.華能曹妃甸港口有限公司，河北唐山　063200；2.鄭州奧特科技有限公司，河南鄭州　450000）

　　摘　要：為解決港口設備集中潤滑、分散管理的問題，研制一種基于互聯網的集中潤滑系統。該系統集成移動互聯網技術、大數據處理技術和集中潤滑技術等，通過無線網絡技術將分散布置在港口設備的各個潤滑系統進行網絡連接，對所有港口設備的潤滑系統進行集中管理、分散控制，提高港口集中潤滑的智能化水平。
　　關鍵詞：港口；集中潤滑；網絡架構；無線通信；數據庫

　　0　引言

　　據統計機械設備軸承運行過程中損壞約55%是由潤滑不良造成的，傳統集中潤滑系統故障率高，無法實現遠程智能監控，無法實時監測設備潤滑狀態，人工巡檢無法及時發現設備潤滑故障，當巡檢人員發現時已造成較大損失。

　　目前，國內港口設備的集中潤滑系統基本處于分散工作狀態，由于港口設備較為分散，設備間的距離較遠一般有2000多米的直線距離，傳統的集中潤滑系統只能靠維護巡檢人員定期檢查，排查集中潤滑系統運行狀況。由于受巡檢周期及維護人員責任心的影響，集中潤滑系統的運行狀態無法及時獲取，無法預知設備潤滑狀態，對設備集中潤滑的維護管理極為不便，給設備維護人員帶來極大的巡檢工作量、維護成本較高、檢修難度大。

　　移動互聯網技術的發展和應用很好的解決了分散設備隨時、隨地、及時、高效監控的這一技術難題。基于互聯網的集中潤滑系統將移動互聯網技術、自動控制技術、無線通信技術、數據庫管理技術、集中潤滑技術有機結合、融為一體。可實時監測分散在港口的各個集中潤滑系統的運行狀態，并具備報表自動歸檔、故障自檢、遠程參數設置、手機APP監控等功能，便于管理。

　　1　基于互聯網的集中潤滑系統

　　基于互聯網的集中潤滑系統是通過無線網絡將分散在港口的各個自動潤滑站進行網絡連接，每個潤滑站的潤滑信息實時發送到數據庫服務器，數據庫服務器對收集到的各潤滑站的信息進行分類整理，見圖1。每個潤滑站均有獨立的網絡ID，用于識別各個潤滑站；并在后臺設置售后服務中心、監控中心、專家會診平臺，各個潤滑站的運行信息實時更新至服務器，對于一般故障由售后服務平臺給出處理預案，特殊故障由專家會診并給出解決方案，并記入專家診斷庫。客戶端根據不同級別用戶設定相應權限，對潤滑系統進行相應操作管理。

　　系統由數據庫服務器、無線收發裝置、后臺數據處理平臺、客戶端、集中潤滑系統等組成。系統優勢主要包括：

　　（1）支持手機短信查詢功能，可隨時隨地掌握各個潤滑站的潤滑狀態。

　　（2）通過Web客戶端可查詢每個潤滑站的潤滑狀態，潤滑報表查詢并下載。

　　（3）應用現代網絡技術將分散的各個潤滑站進行聯網，設備維護管理人員可隨時掌握設備潤滑情況。

　　（4）通過無線遠程監控系統可方便查詢各個潤滑站的故障信息，無需逐個對潤滑站進行排查，減輕維護人員工作強度。

　　（5）每個潤滑站的液位信息、每個分配器的工作狀態都可及時查詢。

　　（6）可通過無線遠程監控系統設置和查詢各個潤滑站的潤滑參數。

　　1.1系統網絡架構

　　基于互聯網的集中潤滑系統采用4層網絡架構：物理層、傳輸層、信息層和應用層，見圖2。

　　物理層主要由壓力傳感器、柱塞探測器、液位傳感器等組成，實時監測潤滑泵站的運行壓力、泵站液位、各個分配器運行狀態，并將信息反饋到控制柜。

　　傳輸層主要由無線通信、通信總線、移動通信網絡等組成。

　　信息層主要由數據庫服務器組成，實現對各個潤滑站的運行信息的收集、處理。

　　應用層主要由移動終端、計算機等組成，用戶可根據權限進行相應操作。

　　1.2系統業務模式

　　基于互聯網的集中潤滑系統業務模式可分為狀態監測、數據融合、分析診斷、處理預案、維護保養5個模塊，見圖3。

　　1.2.1狀態監測模塊

　　現場傳感器實時監測潤滑系統運行狀態，并將信息發送到現場潤滑控制器，然后通過無線傳輸網絡將信息發送到數據庫服務器。

　　1.2.2數據融合模塊

　　數據庫服務器將收集到各種潤滑數據進行整理，并經過相應數學模型進行計算，得出不同特征參數，為下一步分析診斷做好準備。

　　1.2.3分析診斷模塊

　　根據取得的特征參數對潤滑系統運行狀態進行預判，一般故障通過病例數據庫進行檢索，自動生成處理預案。對于疑難雜癥，組織召開專家會診，給出處理預案，并將該故障記入病例數據庫。

　　1.2.4處理預案模塊

　　根據分析診斷結果，出具相應可執行解決方案。

　　1.2.5維護保養模塊

　　依據解決方案對潤滑設備進行維護，并形成維護記錄，記入數據庫。

　　1.3集中潤滑系統

　　集中潤滑系統采用多線遞進式潤滑方式，潤滑泵站由電控箱進行控制，在每個分配器上均設置柱塞探測器用于檢測分配器的工作狀態，潤滑泵站設置超聲波液位傳感器和壓力傳感器用以監測潤滑泵站工作狀態，其結構原理見圖4。所有傳感器信息全部接入電控箱。電控箱集成PLC和觸摸屏，可實現對潤滑站的參數設置、遠程或就地操作、聲光報警、潤滑報表查詢等功能。

　　通過電控箱可以設置集中潤滑系統的運行時間t1和間隔時間t2，一個潤滑周期T=t1+t2。系統上電工作后t2開始倒計時，當t2=0時，系統開始供油作業；同時供油計時t3開始累加，潤滑泵站開啟，壓力油脂通過分配器定量分配到潤滑部位，當t3=t1時，潤滑泵站關閉，一個潤滑周期T結束，系統進入下一個潤滑周期。

　　系統由潤滑泵站、電控箱、分配器、傳感器、管路、電纜等組成。

　　工作原理：系統按預設程序進行運行，休止倒計時模式結束，系統進入供油模式，啟動潤滑泵，壓力油脂通過各主管道輸送到相應分配器，通過分配器將油脂定量輸送到各個潤滑部位，供油模式結束，關閉潤滑泵，系統進入下一個休止倒計時模式；柱塞探測器實時監測分配器柱塞運動情況，超聲波液位計實時監測潤滑泵內油脂量，并將信號反饋至電控箱；電控箱集成無線收發模塊，實時將潤滑站運行信息發送到后臺服務器。

　　（1）潤滑泵站。潤滑泵站是集中潤滑系統的動力單元，潤滑泵站泵出的高壓油脂通過潤滑管路進入分配器，再由分配器按不同油量需求將油脂定量輸送到各潤滑部位。

　　（2）電控箱。電控箱是集中潤滑系統的控制及信息采集中樞，并集成無線通信模塊。電控箱自動控制集中潤滑系統的運行并實時監測運行狀態，同時將信息傳輸至后臺數據處理平臺。

　　（3）分配器。分配器油脂定量分配單元，按需將油脂分配到各個潤滑部位。

　　（4）超聲波液位監測裝置。超聲波液位監測裝置監測潤滑泵站的高低液位，避免潤滑泵站因缺油而出現抽空斷流現象。

　　（5）壓力監測裝置。壓力監測裝置實時監測系統運行壓力。

　　（6）柱塞探測裝置。柱塞探測裝置實時監測分配器柱塞動作信號，在泵站運行時監測柱塞動作次數，向電控箱發出脈沖信號，見圖5。

　　2　基于互聯網的集中潤滑系統在某港口皮帶機上的應用

　　該港口共有27條皮帶，東西跨度2800米，南北寬1800米，由于皮帶機驅動站較為分散，受集中潤滑系統供油半徑限制，在整個港口設備共設置21套自動集中潤滑系統，自動集中潤滑站分布見圖6。自動集中潤滑系統主要對皮帶機的驅動滾筒、拉緊滾筒、改向滾筒、頭尾部滾筒等進行潤滑作業。集中潤滑系統采用多線遞進式潤滑系統，每個分配器均設置有柱塞探測器進行狀態監測，潤滑泵站與電控箱集成在一個不銹鋼防塵柜內，電控箱與數據庫服務器之間采用無線通信方式。數據庫服務器設置在辦公樓機房內，在機房頂層架設有主信號收發裝置，主信號收發裝置與服務器之間通過總線連接，在每個自動潤滑站均安裝有從信號收發裝置。數據庫服務器對21個自動潤滑站進行遠程監控，并可通過WEB客戶端、手機短信客戶端或手機APP客戶端操作訪問各個潤滑站。

　　該港口后臺數據服務平臺采用Java語言進行設計開發，采用C/S與B/S架構相結合的方式進行設計，數據庫采用Oracle進行開發。多種客戶端可選，可通過瀏覽器、手機短信代碼或安裝手機APP對各個潤滑站進行控制操作。

　　該港口的21個潤滑站分散布置在各皮帶機驅動站，其中每個潤滑站控制4—10組分配器，潤滑泵站狀態與各個分配器的運行狀態實時顯示在潤滑站電控箱和遠程監控終端上，無需巡檢人員逐個檢查各潤滑站的運行情況。每組分配器均有的編號，并對應于相應的潤滑部位，便于維護人員及時準確的查找維護。據統計該港口采用基于互聯網的集中潤滑系統僅人工可節省每月40個人工，其它節省如皮帶機滾筒維護保養次數等。該系統的應用可很大程度延長皮帶機滾筒有效運行時間。潤滑站監控界面見圖7。

　　該港口潤滑泵站采用多點潤滑泵，每一組分配器均由獨立的泵單元進行供油，各分配器之間相互獨立。分配器采用片式結構，可根據各潤滑部位的油量需求進行設定，避免油脂過量造成浪費。

　　3　結語

　　基于互聯網的集中潤滑系統在港口設備上的應用，將整個港口分散的各個集中潤滑系統進行集中管理。移動互聯網技術的應用使設備維護人員隨時隨地掌握集中潤滑系統運行狀態，避免因小的故障未及時發現處理而造成較大的損失。隨著國家《中國制造2025》戰略規劃的實施以及“智慧港口”的發展建設，該系統在港口設備上的應用前景將會非常廣闊。

（來源：港口科技）