步進梁液壓在線監(jiān)控系統(tǒng)的組成及其配置

徐 萍

（長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙410124）

1 液壓在線監(jiān)控系統(tǒng)的目的與內(nèi)容

對液壓系統(tǒng)進行在線監(jiān)控的主要目的是:

（1）實時地、真實地反映系統(tǒng)的運行狀態(tài),保證系統(tǒng)正常工作,防止意外事故發(fā)生;

（2）對系統(tǒng)中主要元件如電機、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)進行監(jiān)控,對故障進行顯示;

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

為達到以上目的,對液壓系統(tǒng)進行在線監(jiān)控時,監(jiān)控系統(tǒng)的主要監(jiān)控對象與內(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),通過對液壓泵進出油口、重要管道內(nèi)及執(zhí)行機構(gòu)進出油口的壓力(或壓力差)的監(jiān)控,可以對系統(tǒng)失壓、壓力不可調(diào)、壓力波動與不穩(wěn)等與壓力相關(guān)的故障進行監(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到對系統(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)溫度變化可以實現(xiàn)對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)行機構(gòu)運動速度降低或出現(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,一般說來對于液壓泵和液壓馬達的泄漏量的監(jiān)控比較容易實現(xiàn),對于其他元件泄漏量的監(jiān)控則不太容易實現(xiàn)。

除了通過監(jiān)控以上工作參數(shù)達到對系統(tǒng)工作狀態(tài)進行監(jiān)控的目的外,還可以監(jiān)控系統(tǒng)的振動、噪聲、油液污染程度、伺服元件的工作電流與顫振信號、電磁閥的通電狀況等,實現(xiàn)對系統(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)計原則

在設(shè)計針對液壓系統(tǒng)的在線監(jiān)控系統(tǒng)時需要充分考慮以下因素:

（1）所采用的技術(shù)的先進性;

（2）系統(tǒng)實現(xiàn)的可能性與難易程度;

（3）是否需要實現(xiàn)實時、在線監(jiān)控及遠程監(jiān)控;

（4）與相關(guān)系統(tǒng)(如機械、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)一成一個監(jiān)控系統(tǒng)等；

（6）監(jiān)測系統(tǒng)自身的可靠性與維護難易程度。

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)的實時、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。該框圖是一種分級的層次化結(jié)構(gòu)形式，從下到上依次為設(shè)備層、車間級監(jiān)控層、廠級監(jiān)控診斷層與遠程監(jiān)視診斷中心層等。系統(tǒng)操作人員通過HMI(人機交互界面)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系統(tǒng)運行環(huán)境、參數(shù)進行設(shè)定、修改和維護。設(shè)在車間級的服務(wù)器還可以將液壓系統(tǒng)運行的狀態(tài)參數(shù)通過廠局域網(wǎng)送到廠信息中心，供廠級監(jiān)視診斷中心和遠程監(jiān)視診斷中心使用。

此組成框圖具有以下幾個特點：

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

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

圖1 基于網(wǎng)絡(luò)與PLC的在線監(jiān)控系統(tǒng)的組成框圖

（3）從網(wǎng)絡(luò)觀點看，整個系統(tǒng)實際上構(gòu)成了一個監(jiān)控診斷局域網(wǎng)，為最終實現(xiàn)實時、在線及遠程監(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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