张志勇¹　秦文超¹　钟伯录²
（1.华能曹妃甸港口有限公司，河北唐山　063200；2.郑州奥特科技有限公司，河南郑州　450000）

　　摘　要：为解决港口设备集中润滑、分散管理的问题，研制一种基于互联网的集中润滑系统。该系统集成移动互联网技术、大数据处理技术和集中润滑技术等，通过无线网络技术将分散布置在港口设备的各个润滑系统进行网络连接，对所有港口设备的润滑系统进行集中管理、分散控制，提高港口集中润滑的智能化水平。
　　关键词：港口；集中润滑；网络架构；无线通信；数据库

　　0　引言

　　据统计机械设备轴承运行过程中损坏约55%是由润滑不良造成的，传统集中润滑系统故障率高，无法实现远程智能监控，无法实时监测设备润滑状态，人工巡检无法及时发现设备润滑故障，当巡检人员发现时已造成较大损失。

　　目前，国内港口设备的集中润滑系统基本处于分散工作状态，由于港口设备较为分散，设备间的距离较远一般有2000多米的直线距离，传统的集中润滑系统只能靠维护巡检人员定期检查，排查集中润滑系统运行状况。由于受巡检周期及维护人员责任心的影响，集中润滑系统的运行状态无法及时获取，无法预知设备润滑状态，对设备集中润滑的维护管理极为不便，给设备维护人员带来极大的巡检工作量、维护成本较高、检修难度大。

　　移动互联网技术的发展和应用很好的解决了分散设备随时、随地、及时、高效监控的这一技术难题。基于互联网的集中润滑系统将移动互联网技术、自动控制技术、无线通信技术、数据库管理技术、集中润滑技术有机结合、融为一体。可实时监测分散在港口的各个集中润滑系统的运行状态，并具备报表自动归档、故障自检、远程参数设置、手机APP监控等功能，便于管理。

　　1　基于互联网的集中润滑系统

　　基于互联网的集中润滑系统是通过无线网络将分散在港口的各个自动润滑站进行网络连接，每个润滑站的润滑信息实时发送到数据库服务器，数据库服务器对收集到的各润滑站的信息进行分类整理，见图1。每个润滑站均有独立的网络ID，用于识别各个润滑站；并在后台设置售后服务中心、监控中心、专家会诊平台，各个润滑站的运行信息实时更新至服务器，对于一般故障由售后服务平台给出处理预案，特殊故障由专家会诊并给出解决方案，并记入专家诊断库。客户端根据不同级别用户设定相应权限，对润滑系统进行相应操作管理。

　　系统由数据库服务器、无线收发装置、后台数据处理平台、客户端、集中润滑系统等组成。系统优势主要包括：

　　（1）支持手机短信查询功能，可随时随地掌握各个润滑站的润滑状态。

　　（2）通过Web客户端可查询每个润滑站的润滑状态，润滑报表查询并下载。

　　（3）应用现代网络技术将分散的各个润滑站进行联网，设备维护管理人员可随时掌握设备润滑情况。

　　（4）通过无线远程监控系统可方便查询各个润滑站的故障信息，无需逐个对润滑站进行排查，减轻维护人员工作强度。

　　（5）每个润滑站的液位信息、每个分配器的工作状态都可及时查询。

　　（6）可通过无线远程监控系统设置和查询各个润滑站的润滑参数。

　　1.1系统网络架构

　　基于互联网的集中润滑系统采用4层网络架构：物理层、传输层、信息层和应用层，见图2。

　　物理层主要由压力传感器、柱塞探测器、液位传感器等组成，实时监测润滑泵站的运行压力、泵站液位、各个分配器运行状态，并将信息反馈到控制柜。

　　传输层主要由无线通信、通信总线、移动通信网络等组成。

　　信息层主要由数据库服务器组成，实现对各个润滑站的运行信息的收集、处理。

　　应用层主要由移动终端、计算机等组成，用户可根据权限进行相应操作。

　　1.2系统业务模式

　　基于互联网的集中润滑系统业务模式可分为状态监测、数据融合、分析诊断、处理预案、维护保养5个模块，见图3。

　　1.2.1状态监测模块

　　现场传感器实时监测润滑系统运行状态，并将信息发送到现场润滑控制器，然后通过无线传输网络将信息发送到数据库服务器。

　　1.2.2数据融合模块

　　数据库服务器将收集到各种润滑数据进行整理，并经过相应数学模型进行计算，得出不同特征参数，为下一步分析诊断做好准备。

　　1.2.3分析诊断模块

　　根据取得的特征参数对润滑系统运行状态进行预判，一般故障通过病例数据库进行检索，自动生成处理预案。对于疑难杂症，组织召开专家会诊，给出处理预案，并将该故障记入病例数据库。

　　1.2.4处理预案模块

　　根据分析诊断结果，出具相应可执行解决方案。

　　1.2.5维护保养模块

　　依据解决方案对润滑设备进行维护，并形成维护记录，记入数据库。

　　1.3集中润滑系统

　　集中润滑系统采用多线递进式润滑方式，润滑泵站由电控箱进行控制，在每个分配器上均设置柱塞探测器用于检测分配器的工作状态，润滑泵站设置超声波液位传感器和压力传感器用以监测润滑泵站工作状态，其结构原理见图4。所有传感器信息全部接入电控箱。电控箱集成PLC和触摸屏，可实现对润滑站的参数设置、远程或就地操作、声光报警、润滑报表查询等功能。

　　通过电控箱可以设置集中润滑系统的运行时间t1和间隔时间t2，一个润滑周期T=t1+t2。系统上电工作后t2开始倒计时，当t2=0时，系统开始供油作业；同时供油计时t3开始累加，润滑泵站开启，压力油脂通过分配器定量分配到润滑部位，当t3=t1时，润滑泵站关闭，一个润滑周期T结束，系统进入下一个润滑周期。

　　系统由润滑泵站、电控箱、分配器、传感器、管路、电缆等组成。

　　工作原理：系统按预设程序进行运行，休止倒计时模式结束，系统进入供油模式，启动润滑泵，压力油脂通过各主管道输送到相应分配器，通过分配器将油脂定量输送到各个润滑部位，供油模式结束，关闭润滑泵，系统进入下一个休止倒计时模式；柱塞探测器实时监测分配器柱塞运动情况，超声波液位计实时监测润滑泵内油脂量，并将信号反馈至电控箱；电控箱集成无线收发模块，实时将润滑站运行信息发送到后台服务器。

　　（1）润滑泵站。润滑泵站是集中润滑系统的动力单元，润滑泵站泵出的高压油脂通过润滑管路进入分配器，再由分配器按不同油量需求将油脂定量输送到各润滑部位。

　　（2）电控箱。电控箱是集中润滑系统的控制及信息采集中枢，并集成无线通信模块。电控箱自动控制集中润滑系统的运行并实时监测运行状态，同时将信息传输至后台数据处理平台。

　　（3）分配器。分配器油脂定量分配单元，按需将油脂分配到各个润滑部位。

　　（4）超声波液位监测装置。超声波液位监测装置监测润滑泵站的高低液位，避免润滑泵站因缺油而出现抽空断流现象。

　　（5）压力监测装置。压力监测装置实时监测系统运行压力。

　　（6）柱塞探测装置。柱塞探测装置实时监测分配器柱塞动作信号，在泵站运行时监测柱塞动作次数，向电控箱发出脉冲信号，见图5。

　　2　基于互联网的集中润滑系统在某港口皮带机上的应用

　　该港口共有27条皮带，东西跨度2800米，南北宽1800米，由于皮带机驱动站较为分散，受集中润滑系统供油半径限制，在整个港口设备共设置21套自动集中润滑系统，自动集中润滑站分布见图6。自动集中润滑系统主要对皮带机的驱动滚筒、拉紧滚筒、改向滚筒、头尾部滚筒等进行润滑作业。集中润滑系统采用多线递进式润滑系统，每个分配器均设置有柱塞探测器进行状态监测，润滑泵站与电控箱集成在一个不锈钢防尘柜内，电控箱与数据库服务器之间采用无线通信方式。数据库服务器设置在办公楼机房内，在机房顶层架设有主信号收发装置，主信号收发装置与服务器之间通过总线连接，在每个自动润滑站均安装有从信号收发装置。数据库服务器对21个自动润滑站进行远程监控，并可通过WEB客户端、手机短信客户端或手机APP客户端操作访问各个润滑站。

　　该港口后台数据服务平台采用Java语言进行设计开发，采用C/S与B/S架构相结合的方式进行设计，数据库采用Oracle进行开发。多种客户端可选，可通过浏览器、手机短信代码或安装手机APP对各个润滑站进行控制操作。

　　该港口的21个润滑站分散布置在各皮带机驱动站，其中每个润滑站控制4—10组分配器，润滑泵站状态与各个分配器的运行状态实时显示在润滑站电控箱和远程监控终端上，无需巡检人员逐个检查各润滑站的运行情况。每组分配器均有的编号，并对应于相应的润滑部位，便于维护人员及时准确的查找维护。据统计该港口采用基于互联网的集中润滑系统仅人工可节省每月40个人工，其它节省如皮带机滚筒维护保养次数等。该系统的应用可很大程度延长皮带机滚筒有效运行时间。润滑站监控界面见图7。

　　该港口润滑泵站采用多点润滑泵，每一组分配器均由独立的泵单元进行供油，各分配器之间相互独立。分配器采用片式结构，可根据各润滑部位的油量需求进行设定，避免油脂过量造成浪费。

　　3　结语

　　基于互联网的集中润滑系统在港口设备上的应用，将整个港口分散的各个集中润滑系统进行集中管理。移动互联网技术的应用使设备维护人员随时随地掌握集中润滑系统运行状态，避免因小的故障未及时发现处理而造成较大的损失。随着国家《中国制造2025》战略规划的实施以及“智慧港口”的发展建设，该系统在港口设备上的应用前景将会非常广阔。

（来源：港口科技）