一種潤滑油品質監測系統在智能壓力機上的應用

楊 峰 ，邵振榮 ，朱 霖 ，陳 峰

（1.揚力集團股份有限公司，江蘇 揚州 225002；2.蘇美達股份有限公司，江蘇 南京 210018）

1 硬件組成

傳感器激勵電壓端連接24V直流電源，輸出端連接至PLC模擬量輸入端，即完成電路連接。需要注意的是，傳感器安裝過程中，被測稀油應完全浸沒傳感器探頭，否則將導致所測介電常數小于真實值，潤滑油應以浸沒至傳感器安裝螺紋處為宜。傳感器通過G1/2″管螺紋垂直安裝于油箱側面，為避免因雜質和磨粒堆積引起探頭的污染，安裝位置可選取液面以下1/3處，安裝示意圖如圖1所示。

傳感器的公端接口集成了激勵端、RS485輸出端和模擬量輸出端，接口定義如圖2所示。因此，同樣可以采用MODBUS通信協議實現傳感器與PLC的信號通信。

圖1 油品傳感器安裝方式

2 潤滑油介電常數測定

采集壓力機多個運動副部位的潤滑油，重復測定其相對介電常數，試驗結果見表1及圖3所示。

圖2 傳感器接線公端的接口定義

表1 壓力機不同部位油樣的介電常數測定

圖3 油樣介電常數

試驗結果表明，所選用的傳感器具有較高的重復精度，能穩定有效地獲取油樣的介電常數。另外，介電常數數值與潤滑油的污染程度呈現正相關，潤滑油受污染越嚴重，油樣的介電常數越大，因此可以通過測定介電常數以判斷油樣的品質等級，從而區分失效與正常的潤滑油。

3 潤滑油油品監控方案

相關文獻指出，潤滑油的含水量、雜質含量、酸度、粘度、氧化度的增大都將導致介電常數的增長，且上述指標能有效反映潤滑油品質的降低。因此，介電常數是潤滑油劣化的正相關指標，通過判斷該指標是否超過門檻值，可以確定潤滑油的品質等級。

在不考慮潤滑油使用時長的情況下，以潤滑油介電常數為指標，通過與門檻值比較獲得油品定性指標，部分程序如圖4所示（圖見下頁）。

4 潤滑油質量監控界面設計

由于潤滑油的劣化是一個長時間的歷程，對數據采集的實時性要求不高。因此，可以在機床啟動后短時間內自檢和操作者需要時（如每班）啟動油品檢測。同時，交互界面上應直接顯示傳感器測量所得數據以及油品等級。界面所顯示的項目與可執行操作包括（圖5）：通過傳感器檢測啟停按鈕選擇是否對傳感器信號進行處理；通過“傳感器信號”標識是否處理傳感器端口數據；顯示潤滑油當前介電常數和油溫，并記錄介電常數的變化趨勢；顯示當前油品狀態，對油品惡劣和液面低的情況閃爍提醒；對于潤滑油品質惡劣與液面過低的情況，顯示報警。

圖5 油品監控界面

此外，在考慮潤滑油使用時長的情況下，界面需要顯示當前使用時長T0與壽命閾值Tmax，并對使用時長接近閾值的情況進行換油提醒。

5 總結

本系統圍繞壓力機智能化的實現，基于傳感器技術和PLC控制電路構建模塊化硬件電路，結合高效的監控程序和交互系統，實現了潤滑油品質監控，為解決壓力機智能化檢測和控制提供了一套可行的解決方法。

圖4 油品監控程序部分程序