基于PDA的液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障檢索與查詢(xún)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鄭大忞，薛金紅,高亞明，羅晉波

（1.天津工業(yè)大學(xué) 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，天津 300387；2.解放軍理工大學(xué)，江蘇 南京 210007）

0 引言

由于工程裝備液壓系統(tǒng)故障的復(fù)雜性與抽象性的特點(diǎn)，使液壓系統(tǒng)故障現(xiàn)象的現(xiàn)場(chǎng)判斷及查詢(xún)比較困難。以GJW111型挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)為例，故障檢索及查詢(xún)要經(jīng)過(guò)檢查故障部位、總結(jié)歸納故障現(xiàn)象、找尋相關(guān)的維修保養(yǎng)手冊(cè)、依據(jù)手冊(cè)查找相關(guān)故障信息、獲得故障原因及故障排除方法等五個(gè)步驟，過(guò)程繁瑣，易于出錯(cuò)。而本文設(shè)計(jì)的基于PDA的故障檢索查詢(xún)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了工程裝備維修中故障檢測(cè)、維修保養(yǎng)以及現(xiàn)場(chǎng)檢索查詢(xún)的自動(dòng)化及信息化，提高了保障效率及檢索查詢(xún)的準(zhǔn)確率。

1 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)故障分析

工程裝備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可以是不一樣的，但它總不外乎是由一些基本液壓回路所組成。每個(gè)液壓基本回路在系統(tǒng)中一般只用來(lái)完成某一項(xiàng)作用，例如調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷、緩沖補(bǔ)油等壓力回路，調(diào)速、限速、制動(dòng)、同步等調(diào)速回路，換向、順序、鎖緊、浮動(dòng)等換向回路等。這些液壓傳動(dòng)系統(tǒng)基本回路又是由有關(guān)的液壓元件所組成。挖掘機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)可分為4大部分：液壓動(dòng)力元件（液壓油泵）；控制元件（各種液壓閥）；執(zhí)行元件（液壓油缸）；輔助元件（油箱、油管、濾油器等）。

液壓工程裝備的故障最終主要表現(xiàn)在液壓系統(tǒng)或其回路中的元件損壞，伴隨漏油、發(fā)熱、振動(dòng)、噪聲等現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)不能發(fā)揮正常功能。液壓系統(tǒng)的故障，一般在初期因設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、安裝、調(diào)試等原因而故障率較高，隨著運(yùn)用時(shí)間延長(zhǎng)及故障的不斷排除，故障率將逐漸降低。到了設(shè)備使用后期，由于長(zhǎng)期使用過(guò)程中的磨損、腐蝕、老化、疲勞等而逐漸使故障增多。只有在使用中期，設(shè)備故障才趨于隨機(jī)的較穩(wěn)定期，也就是設(shè)備的有效工作壽命期。但如果由使用不當(dāng)或?qū)撛诘墓收喜患皶r(shí)診斷與排除，即使在有效壽命期也不能排除出現(xiàn)突發(fā)性的各種嚴(yán)重故障。因此研究和總結(jié)各設(shè)備故障及診斷技術(shù)，則是正確及時(shí)地排除各種故障的前提。

2 檢索與查詢(xún)系統(tǒng)整體功能

GJW111高原型挖掘機(jī)是單斗全回轉(zhuǎn)輪胎式液壓挖掘機(jī)，其工作裝置均采用液壓傳動(dòng)。在本文設(shè)計(jì)的檢索查詢(xún)系統(tǒng)中，將GJW111挖掘機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障歸結(jié)為如下四部分：操作系統(tǒng)故障、工作裝置故障、液壓行走裝置故障和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障，檢索查詢(xún)系統(tǒng)的功能框圖如圖1所示。

圖1 故障檢索與查詢(xún)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

總結(jié)挖掘機(jī)常出現(xiàn)的液壓傳動(dòng)故障，對(duì)每一個(gè)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，得到故障的原因以及解決辦法，然后將故障現(xiàn)象、故障原因以及故障排除方法建立成PDA可運(yùn)行的故障信息數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)故障現(xiàn)象就可以在PDA中查詢(xún)出故障的原因以及解決辦法，操作方便且可靠性高。

3 基于PDA的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 選擇合適的數(shù)據(jù)庫(kù)

PDA作為手持移動(dòng)設(shè)備，對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的容量、性能（特別是速度）等指標(biāo)有非常高的要求，因此，在比較了多種在PDA的Windows CE平臺(tái)上可以使用的數(shù)據(jù)庫(kù)之后，本文選用SQLCE3.0作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

SQL Server CE是在SQL Server的基礎(chǔ)上根據(jù)客戶需求做了適當(dāng)?shù)膬?yōu)化和取舍，大大加快了SQL語(yǔ)句的執(zhí)行速度，提高了在低CPU頻率低內(nèi)存情況下運(yùn)行的性能，可以很好的滿足本文所設(shè)計(jì)的移動(dòng)數(shù)據(jù)檢索查詢(xún)系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的要求。

3.2 建立挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)故障檢索數(shù)據(jù)庫(kù)

本文設(shè)計(jì)的檢索數(shù)據(jù)系統(tǒng)中將高速挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)分為液壓操作系統(tǒng)、工作裝置、行走裝置和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等四個(gè)部分，對(duì)每一部分故障分別建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)表，見(jiàn)圖2和表1。

系統(tǒng)共使用了4個(gè)數(shù)據(jù)表，分別為GJW111操縱系統(tǒng)故障信息表、工作裝置故障信息表、行走裝置故障信息表和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障信息表。這幾個(gè)數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)一致，其共同的結(jié)構(gòu)如表1所示。

3.3 軟件程序設(shè)計(jì)

主程序的開(kāi)發(fā)環(huán)境為Visual Studio 2005與Microsoft SQL Server Mobile數(shù)據(jù)庫(kù)支持。主界面上排列有代表不同系統(tǒng)的圖標(biāo)，點(diǎn)擊其調(diào)用響應(yīng)子程序。程序界面如圖3所示。主窗體的設(shè)計(jì)在Visual Studio 2005中實(shí)現(xiàn)。

圖2 故障數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)示意圖

表1 故障信息表的結(jié)構(gòu)

圖3 程序運(yùn)行主界面

故障檢測(cè)與查詢(xún)主界面采用樹(shù)形控件顯示GJW111挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的故障現(xiàn)象、故障原因與故障檢修排除方法。界面下部設(shè)置編輯框，以顯示用戶選中的故障信息。樹(shù)形控件采用三層樹(shù)結(jié)構(gòu)，第一層節(jié)點(diǎn)顯示高速挖故障的現(xiàn)象，第二層節(jié)點(diǎn)顯示每種故障所對(duì)應(yīng)的故障原因，第三層節(jié)點(diǎn)顯示各種故障原因的排除方法與檢修措施。樹(shù)形控件的所有節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，均來(lái)自于SQLCE數(shù)據(jù)表中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。程序運(yùn)行時(shí)從數(shù)據(jù)表中讀出故障信息，再用樹(shù)形控件顯示出來(lái)。

4 結(jié)束語(yǔ)

工程裝備維修保障的信息化是當(dāng)前工程裝備維修管理的重要發(fā)展趨勢(shì)，隨著移動(dòng)數(shù)據(jù)技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)的不斷發(fā)展，以PDA為代表的數(shù)據(jù)管理工具在移動(dòng)式工程裝備維修信息管理中呈現(xiàn)出很突出的應(yīng)用。本文所設(shè)計(jì)的基于PDA的故障檢索與查詢(xún)系統(tǒng)可為我軍工程裝備液壓系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)維修保障人員提供液壓系統(tǒng)故障檢索查詢(xún)功能，以及常見(jiàn)故障的分析排除方法、維修保養(yǎng)措施和各種標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)查詢(xún)功能，其使用能夠提高工程裝備維修保障的信息化水平和保障效率。