步進(jìn)梁液壓在線監(jiān)控系統(tǒng)的組成及其配置

徐萍

【摘 要】本文分析了液壓在線監(jiān)控系統(tǒng)的目的與內(nèi)容，闡述了液壓在線監(jiān)控系統(tǒng)的組成。

【關(guān)鍵詞】液壓；在線監(jiān)控；組成；配置

1 液壓在線監(jiān)控系統(tǒng)的目的與內(nèi)容

對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行在線監(jiān)控的主要目的是：

（1）實(shí)時(shí)地、真實(shí)地反映系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，保證系統(tǒng)正常工作，防止意外事故發(fā)生；

（2）對(duì)系統(tǒng)中主要元件如電機(jī)、液壓泵、換向閥、壓力閥、伺服元件及過濾裝置等的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)故障進(jìn)行顯示；

（3）預(yù)測系統(tǒng)狀態(tài)變化趨勢，對(duì)未來的運(yùn)行趨勢進(jìn)行預(yù)報(bào)，對(duì)將要發(fā)生的故障進(jìn)行報(bào)警并且給出故障處理方法及措施。

為達(dá)到以上目的，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行在線監(jiān)控時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)的主要監(jiān)控對(duì)象與內(nèi)容一般是液壓系統(tǒng)的主要工作參數(shù)，具體來說有如下幾方面內(nèi)容：

（1）壓力系統(tǒng)壓力綜合反映了系統(tǒng)及系統(tǒng)內(nèi)元件的工作狀態(tài)，通過對(duì)液壓泵進(jìn)出油口、重要管道內(nèi)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)出油口的壓力（或壓力差）的監(jiān)控，可以對(duì)系統(tǒng)失壓、壓力不可調(diào)、壓力波動(dòng)與不穩(wěn)等與壓力相關(guān)的故障進(jìn)行監(jiān)視；

（2）流量系統(tǒng)內(nèi)流量的變化可以反映系統(tǒng)容積效率的變化，而容積效率的變化又反映了系統(tǒng)內(nèi)元件的磨損與泄漏情況?？梢酝ㄟ^監(jiān)控重要元件流量變化狀況達(dá)到對(duì)系統(tǒng)及元件的容積效率及元件磨損狀況的監(jiān)視目的；

（3）溫度設(shè)計(jì)合理的液壓系統(tǒng)其工作溫度變化范圍是有限制的，系統(tǒng)溫度的異常升高往往意味著系統(tǒng)內(nèi)出1現(xiàn)故障。通過監(jiān)控系統(tǒng)溫度變化可以實(shí)現(xiàn)對(duì)與溫度變化有密切聯(lián)系的故障的監(jiān)視，如系統(tǒng)內(nèi)泄漏增加、環(huán)境溫度過高、冷卻器故障或效率降低、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度降低或出現(xiàn)爬行導(dǎo)致溢流量增加等；

（4）泄漏量泄漏量的大小直接反映了元件的磨損情況及密封性能的好壞，一般說來對(duì)于液壓泵和液壓馬達(dá)的泄漏量的監(jiān)控比較容易實(shí)現(xiàn)，對(duì)于其他元件泄漏量的監(jiān)控則不太容易實(shí)現(xiàn)。

除了通過監(jiān)控以上工作參數(shù)達(dá)到對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的目的外，還可以監(jiān)控系統(tǒng)的振動(dòng)、噪聲、油液污染程度、伺服元件的工作電流與顫振信號(hào)、電磁閥的通電狀況等，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)視。具體選用哪些參數(shù)作為監(jiān)控量要根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用場合、信號(hào)采集的難易程度和資金多少等合理確定，在可能的情況下應(yīng)該盡可能多的選取被監(jiān)控量，以便更全面地了解系統(tǒng)工作情況，綜合分析系統(tǒng)運(yùn)行趨勢并為故障診斷與定位提供充分依據(jù)。

2 液壓在線監(jiān)控系統(tǒng)的組成

2.1 在線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

在設(shè)計(jì)針對(duì)液壓系統(tǒng)的在線監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)需要充分考慮以下因素：

（1）所采用的技術(shù)的先進(jìn)性；

（2）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的可能性與難易程度；

（3）是否需要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線監(jiān)控及遠(yuǎn)程監(jiān)控；

（4）與相關(guān)系統(tǒng)（如機(jī)械、電氣等）的兼容性與統(tǒng)一性；

（5）是否需要與控制系統(tǒng)統(tǒng)一成一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)等；

（6）監(jiān)測系統(tǒng)自身的可靠性與維護(hù)難易程度。

從當(dāng)前及今后的技術(shù)發(fā)展趨勢看，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該優(yōu)先采用基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)、在線監(jiān)控與診斷技術(shù)模式。

2.2 基于網(wǎng)絡(luò)與PLC的在線監(jiān)控系統(tǒng)的組成

圖1所示為一種基于網(wǎng)絡(luò)與PLC的在線監(jiān)控系統(tǒng)的組成框圖。該框圖是一種分級(jí)的層次化結(jié)構(gòu)形式，從下到上依次為設(shè)備層、車間級(jí)監(jiān)控層、廠級(jí)監(jiān)控診斷層與遠(yuǎn)程監(jiān)視診斷中心層等。系統(tǒng)操作人員通過HMI（人機(jī)交互界面）發(fā)出的操作指令經(jīng)由車間以太網(wǎng)送到PLC主站，再經(jīng)過現(xiàn)場PLC分站的AO、DO模塊與設(shè)備總線與現(xiàn)場PLC分站的AI、DI模塊送到PLC主站，再經(jīng)過車間以太網(wǎng)送到監(jiān)視站。工程技術(shù)人員可以通過工程師站對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境、參數(shù)進(jìn)行設(shè)定、修改和維護(hù)。設(shè)在車間級(jí)的服務(wù)器還可以將液壓系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)參數(shù)通過廠局域網(wǎng)送到廠信息中心，供廠級(jí)監(jiān)視診斷中心和遠(yuǎn)程監(jiān)視診斷中心使用。

此組成框圖具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）將監(jiān)測、診斷與控制功能統(tǒng)一到一個(gè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)；

（2）系統(tǒng)構(gòu)成上實(shí)現(xiàn)了分布式、模塊化與層次化，既易于實(shí)現(xiàn)又便于維護(hù)，同時(shí)為今后系統(tǒng)升級(jí)提供了方便；

（3）從網(wǎng)絡(luò)觀點(diǎn)看，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)際上構(gòu)成了一個(gè)監(jiān)控診斷局域網(wǎng)，為最終實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線及遠(yuǎn)程監(jiān)控奠定了基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

本文分析了液壓在線監(jiān)控系統(tǒng)的目的與內(nèi)容，闡述了液壓在線監(jiān)控系統(tǒng)的組成。

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[責(zé)任編輯：曹明明]