步進梁液壓在線監控系統的組成及其配置

徐 萍

（長沙航空職業技術學院，湖南 長沙410124）

1 液壓在線監控系統的目的與內容

對液壓系統進行在線監控的主要目的是:

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

（2）對系統中主要元件如電機、液壓泵、換向閥、壓力閥、伺服元件及過濾裝置等的工作狀態進行監控,對故障進行顯示;

（3）預測系統狀態變化趨勢,對未來的運行趨勢進行預報,對將要發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,對液壓系統進行在線監控時,監控系統的主要監控對象與內容一般是液壓系統的主要工作參數,具體來說有如下幾方面內容:

（1）壓力系統壓力綜合反映了系統及系統內元件的工作狀態,通過對液壓泵進出油口、重要管道內及執行機構進出油口的壓力(或壓力差)的監控,可以對系統失壓、壓力不可調、壓力波動與不穩等與壓力相關的故障進行監視;

（2）流量系統內流量的變化可以反映系統容積效率的變化,而容積效率的變化又反映了系統內元件的磨損與泄漏情況。可以通過監控重要元件流量變化狀況達到對系統及元件的容積效率及元件磨損狀況的監視目的;

（3）溫度設計合理的液壓系統其工作溫度變化范圍是有限制的,系統溫度的異常升高往往意味著系統內出1現故障。通過監控系統溫度變化可以實現對與溫度變化有密切聯系的故障的監視,如系統內泄漏增加、環境溫度過高、冷卻器故障或效率降低、執行機構運動速度降低或出現爬行導致溢流量增加等;

（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控比較容易實現,對于其他元件泄漏量的監控則不太容易實現。

除了通過監控以上工作參數達到對系統工作狀態進行監控的目的外,還可以監控系統的振動、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,實現對系統工作狀態的監視。具體選用哪些參數作為監控量要根據系統的應用場合、信號采集的難易程度和資金多少等合理確定,在可能的情況下應該盡可能多的選取被監控量,以便更全面地了解系統工作情況,綜合分析系統運行趨勢并為故障診斷與定位提供充分依據。

2 液壓在線監控系統的組成

2.1 在線監控系統的設計原則

在設計針對液壓系統的在線監控系統時需要充分考慮以下因素:

（1）所采用的技術的先進性;

（2）系統實現的可能性與難易程度;

（3）是否需要實現實時、在線監控及遠程監控;

（4）與相關系統(如機械、電氣等)的兼容性與統一性;

（5）是否需要與控制系統統一成一個監控系統等；

（6）監測系統自身的可靠性與維護難易程度。

從當前及今后的技術發展趨勢看，監控系統應該優先采用基于網絡的實時、在線監控與診斷技術模式。

2.2 基于網絡與PLC的在線監控系統的組成

圖1所示為一種基于網絡與PLC的在線監控系統的組成框圖。該框圖是一種分級的層次化結構形式，從下到上依次為設備層、車間級監控層、廠級監控診斷層與遠程監視診斷中心層等。系統操作人員通過HMI(人機交互界面)發出的操作指令經由車間以太網送到PLC主站，再經過現場PLC分站的AO、DO模塊與設備總線與現場PLC分站的AI、DI模塊送到PLC主站，再經過車間以太網送到監視站。工程技術人員可以通過工程師站對系統運行環境、參數進行設定、修改和維護。設在車間級的服務器還可以將液壓系統運行的狀態參數通過廠局域網送到廠信息中心，供廠級監視診斷中心和遠程監視診斷中心使用。

此組成框圖具有以下幾個特點：

（1）將監測、診斷與控制功能統一到一個系統中實現；

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

圖1 基于網絡與PLC的在線監控系統的組成框圖

（3）從網絡觀點看，整個系統實際上構成了一個監控診斷局域網，為最終實現實時、在線及遠程監控奠定了基礎。

3 結束語

本文分析了液壓在線監控系統的目的與內容，闡述了液壓在線監控系統的組成

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