（机械工程专业论文）大齿轮喷油润滑装置的监控.pdf

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s c a l eo p e n st h et y p eg e a r so fc o a lm i l l a n db a l lm i lw o r k i n gc o n d i t i o n sa r eb a d i no r d e rt or e d u c eg e a rn o i s ew h e nr u n n i n g ， e x t e n dt h el i f eo fg e a ra n dr e d u c el u b r i c a n tc o n s u m p t i o n , m a n yr e s e a r c hh a v eb e e n d o n et ot h em i n e r a l p r o d u c t b a l lm i l l l u b r i c a t i n ga r r a n g e m e n t s l u b r i c a t i o n s u n i f o r m i t ya n di nc o n t r o ll o o p sp r o t e c t i o na th o m ea n da b r o a d a si n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y 、i n d u s t r i a la u t o m a t i o n 、c o n t r o lt e c h n o l o g yd e v e l o p m e n tr a p i d l y , a n dp l c ( p r o g r a m m a b l el o g i cc o n t r o l l e r ) ，t o u c hs c r e e n ，r e m o t em o n i t o r i n gt e c h n o l o g yh a v e m a t u r e da n du s e dw i d e l y , t r e n d sf r o mt h ec o n t r o lp o i n to fv i e w , t oa c h i e v eb a l l c o n t r o la n dr e m o t em o n i t o r i n gl u b r i c a t i o ni sn e c e s s a r y i nv i e wo ft h i s ，w ep r o p o s e r e s e a r c hd i r e c t i o n si nt h i st o p i c b yr e a d i n gal o t o fl i t e r a t u r e ，t h eb a l lm i l ll u b r i c a t i o nd e v i c ec o n t r o ls y s t e m d e v e l o p m e n ta th o m ea n da b r o a da sw e l la sp l ca n dt o u c hs c r e e n , r e m o t em o n i t o r i n g o ft h ea p p l i c a t i o n sw e r er e v i e w e d b ya n a l y z i n gt h ew o r ko fb a l ls p r a yl u b r i c a t i n g d e v i c es c h e m a t i ca n dt h ep a r t s ，w ed e s i g n e dt h ec o n t r o ls y s t e mo fe l e c t r i cc o n t r o l p r o g r a m ，a n dw ed e c i d e d t od e v e l o pt h ec o n t r o l s y s t e mo ft h em i l l l u b r i c a t i o n d e v i c e ，w h i c hb a s e do np l c ，t o u c hs c r e e na n dr e m o t em o n i t o r i n g t h es y s t e mc a n s p r a y l u b r i c a t i o nl u b r i c a t i o n u n i f o r m ，r e g u l a r , q u a n t i t a t i v e ，a n dc a l lm e e tt h e r e q u i r e m e n t so ft e m p e r a t u r em o n i t o r i n g i no r d e rt oc o m p l e t et h e c o r r e s p o n d i n gc o n t r o lf u n c t i o n s ，t h es u b j e c to ft h e c o n t r o ls y s t e mh a r d w a r ea n ds o f t w a r ed e s i g n ，t h ew o r kc a l lb ed i v i d e di n t of o u rp a r t s ： 1 e l e c t r i c a lc o n t r o ls y s t e mm a i nc i r c u i ta n dc o n t r o lc i r c u i td e s i g n w ed r a wt h e m a i ne l e c t r i c a lc i r c u i ta n dc o n t r o lc i r c u i td i a g r a m ，s e l e c tt h ee l e c t r i c a lc o m p o n e n t s a n di n s t a l l e dw i r i n g 2 t h ed e s i g n so fp l ch a r d w a r es y s t e ma n dp r o c e d u r e s a c c o r d i n gt ot h ec o n t r o l r e q u i r e m e n t s ，a n di n p u ta n do u t p u tp o i n t s ，c o m p a r e dt op e r f o r m a n c e ，s e l e c tt h e s i m a t i cs 7 2 0 0p l cs e r i e sc p u 2 2 6a st h em a i nc o n t r o lm o d u l e ，a n dt h ee m 2 31 r t dt e m p e r a t u r ei s s i g n a li n p u tm o d u l e w eh a di 0a d d r e s sa s s i g n m e n t ，t h e i a b s t r a c t p r e p a r a t i o no ft h ep l ca p p l i c a t i o n c o u n t e ra tt h es c e n ec o n t r o lp a n e la n dm a n u a l c o n t r o lm e t h o d st om e e tt h ea u t o m a t i cc o n v e r s i o n , a na l a r ms i g n a ld i s p l a y t h u s ，i n a c t u a lp r o d u c t i o n ，j u s td i f f e r e n tk i n d so fp l cp r o c e s sc o n t r o lc a nb ea c h i e v e di n d i f f e r e n tw a y s 3 t h ed e s i g n so ft o u c h i n g s c r e e nh a r d w a r es y s t e ma n dp r o c e d u r e s w ei n s t a l l e d t h ee v i e wm t 4 3 0 0 ct o u c hs c r e e no nt h ec o n t r o lc a b i n e t ，p r o d u c e d t o u c h - s c r e e n p i c t u r e s ，a n d s e tt h e v a r i a b l e s b yu s i n gt h et o u c hs c r e e nm o d i f y p l cs o m e p a r a m e t e r s ，y o uc a na d j u s ta n dc o n t r o lt h e t i m ea n di n t e r m i t t e n tl u b r i c a t i o n , o i l t e m p e r a t u r eo nt h el o w e rl i m i tv a l u e 4 r e m o t ec o n t r o ls y s t e mc o n f i g u r a t i o n w eh a v ec o m p u t e r sa n dt h ez ut a i w a n gs o f t w a r ei nt h ec o n t r o lr o o m c o m p u t e ri sc o n n e c t e d 、析t l lp l cb y c o m m u n i c a t i o nc a b l e b yc h o s i n gaf r e es e r i a lc o m m u n i c a t i o np o r t ，w ek n o wt h e l u b r i c a t i n gd e v i c ew o r k i n g a f t e rt h i sc o n t r o l s y s t e md e s i g nc o m p l e t e s ，w ei n s t a l l e d t h ew i r i n ga n d d e b u g g e d t h ee q m p m e n t t h el a r g eb a l lm i l l g e a r l u b r i c a t i o ns i t u a t i o nh a s s i g n i f i c a n t l yi m p r o v e d t h ec o n t r o ls c h e m e i se a s yt os o l v et h ep r a c t i c a lp r o b l e m so f p r o d u c t i o nt oa c h i e v et h ed e s i r e dg o a l s ，a n de n h a n c et h es y s t e m sa b i l i t yt oj u d g ea n d d e a l 、析t hf a i l u r e i m p r o v eo p e r a t i o n a le f f i c i e n c y k e yw o r d s ：i n j e c t i o nl u b r i c a t i o n ；p l c ；t o u c h i n g - s c r e e n ；c o n f i g u r a t i o nm o n i t o r i n g 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i 目录i 1 引言1 1 1 课题研究背景及意义1 1 1 1 课题背景1 1 1 2 研究本课题的意义2 1 2p l c 技术的研究与发展2 1 2 1p l c 的发展与应用2 1 2 2p l c 的发展趋势k 4 1 3 触摸屏技术的研究与发展5 1 3 1 触摸屏的发展状况5 1 3 2 触摸屏的发展趋势6 1 4 组态监控技术的研究与应用7 1 4 1 组态软件的产生与发展7 1 4 2 组态软件的发展趋势8 1 5 国内外球磨机齿轮润滑控制方法的研究状况9 1 6 主要研究内容的结构安排1 1 2 大齿轮喷油润滑装置监控系统的组成1 3 2 1 球磨机大齿轮喷油润滑装置1 3 2 2 控制系统方案设计1 4 2 2 1 系统控制要求。1 4 2 2 2 控制系统设计方案1 6 2 3 小结2 0 3 系统硬件选择与设计2 1 3 1 设计依据2 1 目录 3 2p l c 硬件系统选择2 2 3 2 1p l c 的组成2 2 3 2 2p l c 的选型2 3 3 2 3p l c 的i o 地址分配与外围硬件线路。2 4 3 3 触摸屏硬件系统选择2 7 3 3 1 触摸屏监控画面的具体要求2 7 3 3 2 触摸屏选择的依据2 7 3 3 3 触摸屏与控制器之间的通信连接2 8 3 4 远程监控系统的选择3 0 3 4 1 远程组态监控系统的选择一3 0 3 4 2 通讯方式与接口3 2 3 4 小结3 3 4 系统软件设计3 5 4 1p l c 的程序设计3 5 4 1 1 主程序流程图3 5 4 1 2 手动、自动控制方式3 6 4 1 3 系统报警与温度控制3 7 4 1 4 时间显示4 0 4 2 触摸屏人机交换软件的设计4 0 4 2 1e v i e wm t 4 3 0 0 c 通信协议的设置4 0 4 2 2e v i e wm t 4 3 0 0 c 触摸屏人机交换界面的设计4 1 4 3 远程监控组态控制系统设计4 3 4 3 1 润滑控制系统画面的设计4 3 4 3 2 温控曲线的设计4 8 4 3 3 实时趋势曲线4 9 4 3 4 报警系统5 0 4 4 小结5 2 5 结论5 3 5 1 总结与创新点5 3 5 2 工作展望5 4 目 录 _ _ _ 一一 参考文献5 5 个人简历攻读学位期间发表的学术论文与研究成果5 8 致谢5 9 1 引言 1 引言 1 1 课题研究背景及意义 1 。1 1 课题背景 本题目的选择来源于企业生产实际，是我实验室为某企业改进产品而研究 的课题。该企业对矿用球磨机大型齿轮喷油润滑装置在作一种新型的改进。 对于大型齿轮的润滑，传统的方式是人工涂油润滑或油池飞溅润滑。这两 种控制方式无法对润滑剂量进行控制，润滑油的浪费都很严重。为了提高润滑 的可靠性，降低油耗，降低工人的劳动强度，改善工作环境，目前，国内外企 业和研究所、高等院校关于改进矿用球磨机润滑装置的研究很多【l - 2 2 1 ，其中采用 对大齿轮喷射润滑的方式最多。这种润滑方式使润滑油经喷嘴雾化后定时定量 雾状喷油，其中一些研究对润滑状况采取了监控与保护措施。 根据企业的控制要求，本课题采用对大齿轮喷雾润滑的方法。润滑油桶中 的润滑油通过喷油泵加压后顺着进油管路进入油气混和室，在这里与高压气体 混和，形成雾化的油气，然后通过四个喷嘴喷洒到大齿轮上。该系统既可以自 动控制，又可以满足手动控制要求。在自动控制时，可将润滑油定时定量雾化， 涂覆到齿轮表面。 对于上述润滑装置，目前企业需要配备相应的控制装置，既要解决实际生 产中出现的问题，又要控制简单方便，最好能实现自动控制与远程监控。 在此背景下，我们设想对球磨机的大齿轮润滑部分专用一个p l c 控制，使 电机、电磁阀等间断工作，同时对油温处于连续监控状态。在生产现场，控制 柜柜面安装触摸屏进行监控调节，用作机器工作状态显示，报警信息的显示、 复位，参数的设置及调整等。在控制室采用计算机组态软件实行远程监控，监 视车间内润滑工作情况，在环境突变的情况下，操作者可以在控制室的上位机上 通过按键或者直接输入命令进行控制，从而实现自动化控制与远距离实时监控。 目前，国内外在对球磨机大齿轮润滑控制的研究与应用中，还没有采用这三种 控制方式相结合的先例。 l 引言 1 1 2 研究本课题的意义 本控制系统适用于矿山、电厂、水泥厂、冶金行业的球磨机、煤磨机等各 种大型齿轮的润滑控制。本课题设想通过对本控制系统的研究，改进现有的控 制方法，解决实际生产中出现的问题，实现控制系统可靠性、稳定性和实时性 的要求，从而实现以下目标： ( 1 ) 延长齿轮使用寿命； ( 2 ) 减少润滑剂的消耗量； ( 3 ) 可任意调节润滑剂的喷射量和喷射时间、温度上下限等工艺参数； ( 4 ) 性能稳定可靠，具有较强的抗干扰能力，操作简单方便； ( 5 ) 改善工作环境，实现自动化控制与实时监控； ( 6 ) 增强判断和处理故障的能力，降低劳动强度，大大提高作业效率。 另外，通过对该控制系统的研究，使p l c 、触摸屏、组态控制等技术在不同 的控制领域得到广泛的推广和应用。 1 2p l c 技术的研究与发展 1 2 1p l c 的发展与应用 可编程序控制器( p l c ) 可以认为是一种专为在工业环境下应用而设计的通 用控制器，它是一种以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术、 通信技术和传统的继电器控制技术而发展起来的新型工业控制装置。它采用可 编程序的存储器，能够执行逻辑控制、顺序控制、定时、计数和算术运算等功 能，并通过开关量、模拟量的输入和输出完成各种机械或生产过程的控制，广 泛地应用于各个领域。 可编程控制器来源于继电器系统和计算机系统，它产生于2 0 世纪6 0 年代 末，当时生产流水线控制系统基本上都是由继电器控制系统构成的，设备的每 一次改型都要重新设计和安装继电器控制装置。费时、费工、费料，严重影响 到设备的更新周期。美国数字设备公司( d e c ) 首先研制出第一台p l c ，取代 继电器控制装置，在美国通用汽车自动装配线上试用，并获得成功。 早期的可编程逻辑控制器( p r o g r a m m a b l el o g i cc o n t r o l l e r ) 简称p l c ，在功 能上只能进行逻辑控制，随着计算机技术的发展，其中央处理单元开始采用微 1 引言 处理器( m i c r o p r o c e s s o r ) ，扩大了可编程控制器的功能，现在的可编程控制器不 仅可以进行逻辑控制，也可以对模拟量进行控制。后来美国电气制造协会将它 命名为可编程控制器( p r o g r a m m a b l ec o n t r o l l e r ) 2 5 j 。 这种新型的工业控制装置以其简单易懂，可靠性高，通用灵活，体积小，使 用寿命长，操作方便等优点，很快地推广应用于食品、饮料、冶金、造纸等美 国其他工业领域。1 9 7 1 日本从美国引进了这项新技术，研制出了日本第一台 p l c ，1 9 7 3 年，西欧国家也研制出它们的第一台p l c ，我国从1 9 7 4 年开始研制。 目前，p l c 在国内外各行业已经得到十分广泛的应用【1 7 2 5 】阳，其使用功能 大致可归纳为如下几个方面。 ( 1 ) 开关量的逻辑控制 它取代传统的继电器电路，实现开关量的逻辑控制、顺序控制，这是p l c 最基本、最广泛的应用。既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动 化流水线。 ( 2 ) 模拟量控制 在工业生产过程当中，温度、压力、流量、液位和速度等都是连续变化的 模拟量。只有实现数字量( d i g i t a l ) 和模拟量( a n a l o g ) 之间的d a 转换及a d 转换，才能使p l c 处理模拟量。各p l c 生产厂家都生产配套的d a 和a d 转 换模块，使p l c 可用于模拟量控制。 ( 3 ) 位置控制 p l c 可以用于圆周运动或直线运动的控制，广泛用于各种机床、装配机械、 机器人、电梯等场合。目前世界上各主要p l c 厂家的产品几乎都有位置控制功 能，都提供专用的可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。 ( 4 ) 过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。p i d 调节是运行专 用的p i d 子程序，是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。目前大中型p l c 和许多小型都有p i d 模块。一般p l c 还能编制各种各样的控制算法程序，完成 闭环控制。过程控制的应用非常广泛，如在冶金、化工、热处理、锅炉控制等 场合。 ( 5 ) 数据处理 现代p l c 具有矩阵运算、函数运算、逻辑运算等数学运算功能，数据传送、 数据转换、位操作、排序、查表等功能，还能进行数据的采集、分析及处理。 1 引言 这些数据可以完成一定的控制操作，也可以通过通信接口传送到别的智能装置。 数据处理一般用于大型控制系统和过程控制，如无人控制的柔性制造系统。 ( 6 ) 通信和联网功能 p l c 通信包括p l c 相互之间的通信、p l c 与上位计算机及其它智能设备间 的通信。p l c 系统与通用计算机可构成网络，实现信息交换，并可构成分布式 控制系统，各p l c 厂商纷纷推出各自的网络系统，以满足工厂自动化系统的发 展。 1 2 2p l c 的发展趋势 随着科学技术的发展和市场需求的不断增加，p l c 的结构和功能也在不断地 改善，二十一世纪，p l c 将会有更大的发展，其发展趋势主要有以下几个方面【2 5 】。 ( 1 ) 大型网络化 主要是朝d c s ( 计算机集散控制系统) 方向发展，使其具有d c s 系统的一些 功能。将与多个p l c 、多个i 0 模块相连，与工业计算机、以太网等相连构成整 个工厂的自动化控制系统。网络化和通信能力强是p l c 发展的一个重要方向。 ( 2 ) 多功能 各公司陆续推出了多种智能模块，以适应各种特殊功能的需要。智能模块 主要有模拟量i o 、p i d 回路控制、机械运动控制、高速计数、通信控制等。其 智能模块是以微处理器为基础的功能部件，c p u 占用主机c p u 的时间很少，因 它与p l c 的c p u 并行工作，这样有利于提高p l c 的扫描速度和完成特殊的控 制要求。 ( 3 ) 高可靠性 由于一些特定的场合要求控制系统具有很高的可靠性，一些公司将自诊断 技术、冗余技术、容错技术广泛应用到现有的产品中，并采用热备用或并行工 作。例如西门子$ 7 - 4 0 0 在操作运行中模板可以热插拔，即使在恶劣的工业环境 下仍可以正常工作。 ( 4 ) 良好的兼容性 现代p l c 已经是整个控制系统中的一个环节，而不再是单个的、独立的控 制装置，好的兼容性是p l c 深层次应用的重要保证。 ( 5 ) 编程语言向高层次发展 p l c 的原有编程语言有梯形图语言、指令语句表、顺序功能块语言，目前 l 引言 p l c 的编程语言正在不断的丰富和向高层次发展。如西门子的s i m a t i cm 7 可 以使用c c + + 等高级语言编程。 ( 6 ) 小型化，简单易用 随着p l c 应用范围的不断扩大，小型化、成本低、简单易用的p l c 得到广 泛的应用，p l c 由整体结构向小型模块化发展，以满足不同用户投资规模的需 要，增加了配置的灵活性。 1 3 触摸屏技术的研究与发展 1 3 1 触摸屏的发展状况 随着p l c 的应用与发展，仅仅用开关、按钮等来控制p l c 并不能发挥p l c 的潜在功能，人们开始研发一种新的控制界面，以实现更高层次的工业自动化。 人机界面( h u m a nm a c h i n ei n t e r f a c e ) 又称人机接口，简称h m i ，从广义上 说，h m i 泛指计算机和p l c 与操作人员交换信息的设备，在控制领域，h m i 一 般特指用于操作人员与控制系统之间进行对话和相互作用的专用设备【3 1 1 。 人机界面是按工业现场环境应用而设计的，坚固耐用，其稳定性和可靠性 与p l c 相当，能够在恶劣的工业环境中长时间连续运行，是p l c 的最佳搭档。 人机界面可分为文本显示器、操作员面板、触摸屏。触摸屏作为一种新型 的人机界面，简单易用，操作方便、强大的功能及优异的稳定性，使它在自动 化领域里应用的越来越广泛，是人机界面的发展方向。触摸屏与p l c 相结合， 用户可以自由的组合文字、按钮、图形、数字取代电控柜上众多的开关、按钮、 信号指示灯及电控柜内大量的中间继电器和端子排等来处理或监控管理及应付 随时可能变化的信息。 触摸屏集成了触摸面板、控制单元、数据存储单元及液晶显示屏【2 6 】，并可 以在显示屏上模拟开关、按钮和指示灯，基本代替这些电气元件，使工业控制 再次向前迈进一步。 触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成，触摸检测部件安装在显示屏 幕前面，用于检测和接受用户触摸信息；触摸屏控制器的主要作用是将检测部 件上接收的触摸信息转换成触点坐标，并发送给c p u ，同时还能接收c p u 发来 的命令并加以执行【3 3 】。 使用触摸屏时，一般利用它的以下功能： l 引言 ( 1 ) 通过与p l c 等控制单元通讯，用触摸屏代替控制屏上的开关、按钮、 指示灯可实现人与控制系统的信息交换，方便地操作和监控整个系统。而传统 的工业控制一般使用开关、按钮、指示灯来操作和监视系统，这种控制方式很 难实现工艺参数的现场设置和修改，也不方便对整个系统的监控。 ( 2 ) 显示设备的工作状态，如文字、图形、曲线等。 ( 3 ) 存储生产配方，记录设备生产数据。 ( 4 ) 简单的逻辑和数值运算。 触摸屏已被广泛地应用于各种控制系统中【2 6 3 l 】，如灭菌器上、矿热炉中、 自动灌装机上、水厂实时监控中，它与p l c 相结合可取代电控柜上众多的控制 按钮、选择开关、信号指示灯、大量的中间继电器和端子排以及生产流程模拟 屏。通过触摸屏能对系统被控设备进行实时控制，所有的操作都可以在显示屏 上的操作元件上进行，如启停设备、在线设置系统的某些工艺参数等。同时通 过触摸屏监视实时画面，用数值、图形实时地显示现场被控设备的状态参数， 使生产操作人员快速了解整个系统主要的设备运行情况。当实际参数超过设定 值范围或设备发生故障时，可根据现场需要发出不同等级的声光报警，在屏幕 上显示报警信息。操作人员可根据报警信息切换到相应监控画面，立即排除故 障。 随着触摸屏的迅速发展，它不仅仅是按钮、开关和指示灯的替代品，更集 成了众多高端功能，如操作控制、状态监控、网络通信、视频监控、数据存储、 报表打印等，在多种行业中得到广泛的应用。 1 3 2 触摸屏的发展趋势 网络的发展日新月异，人们希望触摸屏不仅能应用在单机设备上，还应具 有更强大的网络功能i z 引。目前很多种工业局域网络，都可以与触摸屏连接，如 由西门子公司提出并推广应用的p r o f i b u s ，欧洲的d e v i c e - n e t 总线，三菱倡导的 c c l i n k 总线等。但他们都采用各自的通讯协议，相互之间不兼容，缺乏通用性 和一致性，只能在一定范围内使用。触摸屏厂商只得专门针对不同的网络通讯 协议配备不同的通讯模块，以扫除触摸屏接入这些网络实现控制集成时所遇到 的障碍，从而使成本增加，应用范围减小。 目前日本著名厂家p r o f a c e 所研制的g p 2 0 0 0 系列集成以太网接口的触摸屏 的出现，使触摸屏在工业现场的作用得以推广，并使整个设备接入网络成为可 l 引言 能。这种触摸屏已经实现了单机通过以太网和上位计算机之间的通讯，并可以 进行状态监控、数据传输、设备控制。 在开放网络中，随着技术的不断发展，触摸屏还会有更大的发展和更广泛 的应用。 1 4 组态监控技术的研究与应用 1 4 1 组态软件的产生与发展 在工业控制系统的实时控制中，高质量的硬件固然重要，但控制系统的任 务最终还是需要程序的执行来完成，因此，控制系统应用软件的开发一直受到 工程技术人员的关注。 由于控制系统本身的差异，许多工业控制软件的功能虽然相似，但软件的 控制界面和控制算法通常由设计者编程从底层实现，采用c c + + 等高级语言编程 的监控软件的开发往往针对某个具体应用开发，不具备通用性和扩展性。另外， 控制软件的开发工作量大，周期长，可靠性不高。为了适应工业控制的实际需 要，各种通用的组态软件应运而生。 而新一代w i n d o w s 平台下的组态软件是新型的工业自动控制系统，它能充 分利用w i n d o w s 的图形编辑功能，构成图形优美的画面，并以动画方式显示控 制设备的状态，具有实时趋势曲线、报警窗口等，并可生成各种报表。用此监 控系统，管理人员不需深入生产现场，就可获得实时和历史数据，改善控制现 场作业环境，提高生产率和产品质量。组态软件具有开发周期短、开放性互连、 具有广泛的硬件支持，并且编译后可以达到c 语言编译后的执行速度。 组态软件，又称组态式监控软件，译自英文s c a d a ( s u p e r v i s o r yc o n t r o la n d d a t aa c q u i s i t i o n ) ( 监视控制与数据采集) ，是指一些数据采集与过程控制的专用 软件【3 4 j 。它利用w i n d o w s 桌面操作系统提供的编程工具进行组态工作的多任务 信息处理系统，具有良好的人机界面、综合应用和开发功能，具有数据库、历 史库、图形库，能进行控制操作和运行监控，是分布式控制系统中常用的系统 开发平台。 组态软件产品产生于2 0 世纪8 0 年代初并进入我国，但由于当时国内用户 缺乏对组态软件的认识，用户的软件意识不强，而且大多组态软件为国外厂家 开发，价格不菲，当时国内工业自动化和信息技术应用水平还不高，对组态软 1 引言 件功能的各种需求没有形成，因此，9 0 年代中期之前组态软件的应用在我国并 没有得到普及。 随着对工业自动化的要求越来越高，管理信息系统和计算机集成制造系统 的大量使用，以及大量控制设备和过程监控装置之间的通讯的需要，“监控和 数据采集系统”越来越受到用户的重视，基于p l c 与组态软件的远程监控系统 在各种控制中得到了广泛应用【3 4 4 5 1 ，如交通灯监控系统、造粒塔自动控制系统、 油库监控系统、液位和温度监控、发信监控系统、工厂产量监控系统、隧道照明 监控系统等。它以动画方式显示监控设备的运行状态，方便的构成监控画面和 实现控制功能，并可以建立实时曲线图、历史曲线图和报警记录显示。操作人 员不需进入生产现场，就能在控制室的计算机屏幕上观察到工作现场的全部情 况，因为组态软件能形象地模拟整个系统的工艺流程，用清晰生动的画面反映 工业控制过程。取得权限的操作人员可以在控制室对设备进行操作，并可进行 手动与自动控制方式的切换。因而，利用组态软件可以实现对生产过程控制的 实时监测、自动控制和系统运行诊断。 监控组态软件是工业应用软件的重要组成部分，其发展受到很多因素的制 约。一些与监控组态软件密切相关的技术如o p c 、o p c x m l 、现场总线等是监 控组态软件发展的有力支撑，近年来，随着这些相关技术飞速的发展，也推动 了国内监控组态软件产品、技术、市场的的飞速发展，使组态软件应用领域日 益拓展，用户和应用工程师数量不断增多。 整个自动化系统中，各种软件所占比重逐渐提高，由于组态软件渗透能力 强、扩展性强，监控组态软件在d c s 操作站软件中所占比重日益提高，国外许 多d c s 系统纷纷使用通用监控组态软件作为操作站，同时，国内的d c s 厂家也 开始尝试使用监控组态软件作为操作站，监控组态软件逐渐成为自动化硬件厂 商争夺的重点。 1 4 2 组态软件的发展趋势 组态软件日益渗透到自动化系统的每个角落，占据越来越多的份额，越来 越多的大学和科研机构开始从事监控组态软件相关技术的研究，以组态软件及 与其密切相关的新技术为核心的研究课题日趋上升。 组态软件的发展趋势主要有以下方面： ( 1 ) 组态软件的功能越来越强，如数据的加工与处理、数据管理、统计分 l 引言 析等功能；其管理功能日渐强大，在实时数据库及其管理系统的配合下，具有 部分m i s 、m e s 或调度功能；网络管理能力日趋完善，通过设定地址或计算机 名称，在安装有同一种组态软件的不同节点上，互相间能够自动访问对方的数 据库。 ( 2 ) 监控、管理范围及应用领域不断扩大。近几年，设备或资产管理，先 进控制或优化控制系统，电网系统信息化建设，智能建筑，工业仿真系统，公 共安全监控与管理，国土资源立体污染监控，机房动力环境监控，城市危险源 实时监测，管网系统实时监控及调度等领域已经成为监控组态软件的新增长点。 ( 3 ) 组态软件应用的多样性，给其性能指标、使用方式、接口方式都提出 了很多新的要求和挑战，也促进了组态软件的发展。其功能组件呈分化、集成 化、功能细分的发展趋势，以适应不同行业、不同用户层次的多方面需求；大 量的最新计算技术、通讯技术、多媒体技术的应用使组态软件性能提高、功能 扩充，使其i t 化趋势明显；图形模板、数据库模板、设备模板可以让用户快速 生成目标程序，使效率提高；随着应用深度的提高，除了常规的人机界面、实 时数据通讯功能外，多点实时数据历史存储与检索、众多客户端对历史数据库 系统的并发访问会变得越来越普遍，组态软件的数据处理能力和数据吞吐能力 提高；组态软件与自动控制设备硬件捆绑，实现无缝集成。 1 5 国内外球磨机齿轮润滑控制方法的研究状况 对于球磨机和磨煤机等设备的开式齿轮润滑有多种方法，但最主要的方法 还是人工涂油润滑或油池飞溅润滑。人工润滑是一种最落后的润滑方式，根本 无法对润滑剂量进行控制，润滑油的浪费也很严重。而油池飞溅润滑是目前最 常用的一种润滑方法，它是把主动齿轮的一部分浸在油池中，靠主动齿轮的转 动把润滑油带上来，通过齿轮啮合再把润滑油带到被动齿轮上，采用这种润滑 方法同样不能对润滑剂量进行控制，润滑油的浪费同样非常严重，还会对设备 运行的环境造成污染；同时由于齿轮的工作环境恶劣，大量的灰尘进入齿轮齿 面，污染润滑油，而润滑油循环使用，污染的润滑油失去润滑作用，齿轮啮合 时造成磨损后产生的金属粉末会进入油池，造成润滑油的污染，而被污染的润 滑油又会加剧齿轮的磨损。 目前，国内外改进矿用球磨机润滑装置的研究很多，其中采用对大齿轮喷 1 引言 射润滑研究最多。徐州坨城电力公司对d t m 2 9 0 0 3 5 0 0 型球磨机润滑改进【15 1 ， 采用对齿轮全自动喷射润滑，