專利名稱：一種大型卷板機(jī)液壓馬達(dá)故障在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓馬達(dá)傳動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)檢測(cè)方法和裝置，特別涉及一種大型卷板機(jī)液壓馬達(dá)傳動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法和裝置。
背景技術(shù)：
有關(guān)大型卷板機(jī)主傳動(dòng)裝置采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，下述專利文獻(xiàn)申請(qǐng)?zhí)?00520124804. 9大型卷板機(jī)的液壓傳動(dòng)裝置，公開(kāi)了大型卷板機(jī)液壓傳動(dòng)現(xiàn)有技術(shù)的一種，即由多臺(tái)液壓馬達(dá)同時(shí)驅(qū)動(dòng)上工作輥?zhàn)鳛橹黩?qū)動(dòng)輥，其余工作輥為輔工作輥；現(xiàn)有技術(shù)的另一種是每根工作輥分別與一臺(tái)液壓馬達(dá)連接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。液壓控制系統(tǒng)給液壓馬達(dá)提供動(dòng)力，液壓系統(tǒng)包括油泵電機(jī)、高壓油泵，電磁溢流閥、電磁換向閥、液控單向閥、安全閥、壓力傳感器、液壓附件和油箱等組成。在卷板機(jī)工作時(shí)，所有的工作輥都帶負(fù)載，為卷板提供扭矩的液壓馬達(dá)頻繁啟動(dòng)，并有沖擊載荷，當(dāng)其中的一個(gè)或多個(gè)液壓馬達(dá)出現(xiàn)故障時(shí)，出現(xiàn)故障的馬達(dá)不但不能成為動(dòng)力，反而會(huì)變成負(fù)載，使設(shè)備的輸出功率降低。同時(shí)對(duì)傳動(dòng)部件造成嚴(yán)重傷害，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法運(yùn)行?，F(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)此類故障只能在事后判斷，不能在線監(jiān)測(cè)和預(yù)警，如何在工作狀態(tài)下實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效預(yù)防故障是設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，也是目前現(xiàn)有技術(shù)尚未解決的難題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大型卷板機(jī)液壓馬達(dá)故障在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法和裝置，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液壓馬達(dá)工作狀況，當(dāng)其中的一臺(tái)或多臺(tái)液壓馬達(dá)出現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)報(bào)警并保護(hù)，由此實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)液壓設(shè)備的使用壽命，保證了人機(jī)安全。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種大型卷板機(jī)液壓馬達(dá)傳動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于包括液壓傳動(dòng)部分和微控部分并按照以下步驟進(jìn)行監(jiān)測(cè)所述的液壓傳動(dòng)部分包括多組高壓油泵及其油泵電機(jī)、電磁溢流閥和液壓馬達(dá)，二通插裝閥及管路；由多臺(tái)油泵電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)多臺(tái)高壓油泵，由電磁溢流閥建立壓力后進(jìn)行合流，然后由二通插裝閥同時(shí)連接多臺(tái)液壓馬達(dá)進(jìn)出油口，二通插裝閥的動(dòng)作改變液壓油的流向，從而完成液壓馬達(dá)旋向的變化；所述的微控部分包括工控機(jī)、PLC、壓力傳感器和在每臺(tái)液壓馬達(dá)的進(jìn)出油口 A和B的油路上安裝的雙向雙向流量檢測(cè)儀及外圍電路；工控機(jī)用于界面顯示和參數(shù)的設(shè)定，由壓力傳感器對(duì)液壓馬達(dá)進(jìn)出油口 A和B壓力變化信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并傳給PLC，雙向流量監(jiān)測(cè)儀將檢測(cè)到的液壓油流量信號(hào)也傳給PLC，PLC對(duì)信號(hào)采集處理后傳給工控機(jī)，工控機(jī)與PLC通過(guò)通訊的方式進(jìn)行信息傳輸；液壓馬達(dá)傳動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)步驟由所述的壓力傳感器檢測(cè)到的壓力和雙向雙向流量檢測(cè)儀檢測(cè)到的流量轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)輸出到PLC的模擬量采集模塊進(jìn)行計(jì)算處理；然后將檢測(cè)到的流量和壓力參數(shù)實(shí)時(shí)上傳給工控機(jī)，與工控機(jī)中建立的數(shù)據(jù)庫(kù)里面的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值進(jìn)行比較，判斷液壓馬達(dá)工作狀態(tài)是否正常，判斷為正常時(shí)繼續(xù)運(yùn)行，判斷為故障時(shí)自動(dòng)報(bào)警并停止運(yùn)行。本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)對(duì)卷板機(jī)液壓系統(tǒng)流量和壓力的實(shí)時(shí)檢測(cè)和智能分析，在線自動(dòng)判斷運(yùn)行狀況，通過(guò)人機(jī)界面報(bào)警和保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了精確控制液壓馬達(dá)的工作狀態(tài)，保證了傳動(dòng)的穩(wěn)定性。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，解決了液壓馬達(dá)傳動(dòng)系統(tǒng)故障只能在事后判斷，不能預(yù)警的問(wèn)題，從而使得卷板機(jī)的可靠性和壽命大大提高。
圖1為本發(fā)明的四液壓馬達(dá)同時(shí)驅(qū)動(dòng)一轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明工控機(jī)、PLC通訊采樣結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；圖4為本發(fā)明的電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；圖5為本發(fā)明故障判斷流程圖(馬達(dá)正轉(zhuǎn))；圖6為本發(fā)明故障判斷流程圖(馬達(dá)反轉(zhuǎn))
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合
本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式圖1所示為四液壓馬達(dá)同時(shí)驅(qū)動(dòng)一轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。四臺(tái)液壓馬達(dá)的輸出軸上安裝有四個(gè)主動(dòng) 齒輪分別為Al、A2、A3、A4。四個(gè)主動(dòng)齒輪Al、A2、A3、A4又同時(shí)驅(qū)動(dòng)一個(gè)被動(dòng)齒輪A5。這是一個(gè)通用、典型的多臺(tái)液壓馬達(dá)同時(shí)驅(qū)動(dòng)一轉(zhuǎn)動(dòng)部件的情形。本發(fā)明以此為例做一說(shuō)明，其保護(hù)范圍不受液壓馬達(dá)的具體臺(tái)數(shù)的限制。圖2為本發(fā)明工控機(jī)、PLC通訊采樣結(jié)構(gòu)圖。該圖介紹了壓力和流量信號(hào)通過(guò)PLC采集處理后，通過(guò)通訊的方式上傳給上位機(jī)一工控機(jī)，同時(shí)工控機(jī)也把系統(tǒng)設(shè)置的參數(shù)下傳給與下位機(jī)一PLC0 PLC接收到操作面板上的指令，由PLC的輸出單元驅(qū)動(dòng)外設(shè)的電氣設(shè)備工作，從而驅(qū)動(dòng)油泵電機(jī)和液壓閥組動(dòng)作，再通過(guò)液壓油流向的改變來(lái)帶動(dòng)液壓馬達(dá)的正反向旋轉(zhuǎn)。圖3所示為液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，圖中標(biāo)記油箱I ;高壓球閥2 ;避震喉3 ;油泵電機(jī)4 ;高壓油泵5 ;管路過(guò)濾器6 ;電磁溢流閥7 ;單向閥8 ;二通插裝閥9、10、11、12 ;壓力傳感器13 ;雙向雙向流量檢測(cè)儀14 ;平衡閥15 ;溢流閥16、17 ;油路塊18 ;液壓馬達(dá)20。同一結(jié)構(gòu)的部件安裝在多組液壓馬達(dá)管路中時(shí)分別以a，b, c, d,……標(biāo)示。本發(fā)明的液壓傳動(dòng)部分包括四臺(tái)油泵電機(jī)4和高壓油泵5直聯(lián)，高壓油泵5的吸油口通過(guò)避震喉3、高壓球閥2的管路與油箱I聯(lián)接；油箱I有液壓油，避震喉3用于降低振動(dòng)及噪聲，補(bǔ)償熱脹冷縮；管路過(guò)濾器6通過(guò)螺紋管路，聯(lián)接高壓油泵5和油路塊18a ;所述的油路塊18a是自行設(shè)計(jì)的長(zhǎng)方體塊，表面精加工，有油路通道和螺紋孔，通過(guò)螺釘在平面固定有電磁溢流閥7和單向閥8 ；油路塊18a和油路塊18b通過(guò)管路聯(lián)接；油路塊18b是自行設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體塊，表面精加工，同時(shí)進(jìn)行了表面電鍍處理。有油路通道和螺紋孔，用于液壓油的流通和閥件的安裝；在兩側(cè)對(duì)稱面各有2個(gè)(共有4個(gè))精加工內(nèi)孔，所述的4組二通插裝閥9、10、11、12的閥芯插接在油路塊18b的4個(gè)精加工內(nèi)孔中；所述的兩組壓力傳感器13a和13b與油路塊18b螺紋聯(lián)接；雙向流量檢測(cè)儀14通過(guò)螺紋管路聯(lián)接油路塊18b和油路塊18c ；油路塊18c是自行設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體塊，表面精加工，有油路通道和螺紋孔，所述的平衡閥15、溢流閥16、17通過(guò)螺釘固定在其平面上；所述的液壓馬達(dá)20進(jìn)出油口 A、B通過(guò)螺紋管路聯(lián)接油路塊18c ;其泄油口 T通過(guò)螺紋管路聯(lián)接油箱I。啟動(dòng)油泵電機(jī)4，高壓油泵5的出油口的液壓油經(jīng)過(guò)管路過(guò)濾器6進(jìn)行過(guò)濾，保證液壓油在管路和液壓元件中流通時(shí)的清潔度，在電磁溢流閥7不得電時(shí)，液壓油通過(guò)電磁溢流閥7流回油箱I ;在電磁溢流閥7得電工作時(shí)，液壓油通過(guò)單向閥8a、8b、8c、8d同時(shí)流進(jìn)油路塊18b ;當(dāng)二通插裝閥10和11通電工作時(shí)，液壓油通過(guò)二通插裝閥10流出，壓力傳感器13a實(shí)時(shí)檢測(cè)液壓馬達(dá)進(jìn)油口的壓力的變化，液壓馬達(dá)的出油口經(jīng)過(guò)二通插裝閥11流回進(jìn)入油箱，同時(shí)壓力傳感器13b實(shí)時(shí)檢測(cè)液壓馬達(dá)出油口的壓力的變化；這時(shí)四臺(tái)液壓馬達(dá)同時(shí)正轉(zhuǎn)；反之，當(dāng)二通插裝閥9和12得電工作時(shí)，液壓油通過(guò)二通插裝閥12流出，壓力傳感器13b實(shí)時(shí)檢測(cè)液壓馬達(dá)進(jìn)油口的壓力的變化，液壓馬達(dá)的出油口經(jīng)過(guò)二通插裝閥9流回進(jìn)入油箱，同時(shí)壓力傳感器13a實(shí)時(shí)檢測(cè)液壓馬達(dá)出油口的壓力的變化；這時(shí)四臺(tái)液壓馬達(dá)同時(shí)反轉(zhuǎn)；在油路塊18b的進(jìn)出油口和油路塊18c相聯(lián)接的管路上安裝有雙向流量檢測(cè)儀14. a、14. b、14. c、14. d、14. e、14. f、14. g、14. h ;當(dāng)液壓馬達(dá)20. a正轉(zhuǎn)時(shí)，雙向雙向流量檢測(cè)儀14. b檢測(cè)液壓馬達(dá)20. a進(jìn)口的流量，雙向流量檢測(cè)儀14. a檢測(cè)液壓20. a出口的流量；其它的三臺(tái)液壓馬達(dá)20.13、20.(3、20.(1的流量檢測(cè)方法同液壓馬達(dá)20.&—樣，正轉(zhuǎn)時(shí)，雙向流量檢測(cè)儀14. d、14. f、14.h檢測(cè)液壓馬達(dá)20.b、20. c、20. d進(jìn)口的流量，反轉(zhuǎn)時(shí)，雙向雙向流量檢測(cè)儀14. C、14. e、14. g檢測(cè)液壓馬達(dá)18. b、18. C、18. d進(jìn)口的流量，8臺(tái)雙向流量檢測(cè)儀輸出電信號(hào)為4 20mA的電流信號(hào)；當(dāng)液壓馬達(dá)工作時(shí)平衡閥15. a、15. b、15. c、15. d、15. e、15. f、15. g、15. h的開(kāi)啟壓力很低，利于液壓油的流動(dòng)，減小液壓系統(tǒng)的壓力損失；當(dāng)液壓馬達(dá)不工作時(shí)，平衡閥對(duì)液壓馬達(dá)的出油口進(jìn)行關(guān)閉，利于液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)后制動(dòng)時(shí)的精確定位；在平衡閥和液壓馬達(dá)之間安裝有雙向溢流閥16.a、16.b、16. c、16. d、
17.a、17. b、17. c、17. d，它的作用是在啟動(dòng)液壓馬達(dá)停止旋轉(zhuǎn)后迅速予以制動(dòng)，由于平衡閥15a、15. b、15. C、15. d、15. e、15. f、15. g、15. h都處于關(guān)閉狀態(tài)，因液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大原因，有帶動(dòng)液壓馬達(dá)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，由于液壓馬達(dá)出油口平衡閥的關(guān)閉，這樣液壓馬達(dá)出油口壓力就會(huì)增高，當(dāng)超過(guò)溢流閥的整定壓力時(shí)，出油口的高壓油就通過(guò)溢流閥流向進(jìn)油口側(cè)，可以很好的保護(hù)液壓馬達(dá)，不會(huì)因?yàn)槌鲇涂诘膲毫^(guò)高而使液壓馬達(dá)損壞。液壓馬達(dá)的工作過(guò)程如下啟動(dòng)油泵電機(jī)，再啟動(dòng)液壓馬達(dá)正轉(zhuǎn)，這時(shí)電磁溢流閥7. a、7. b、7. c、7. d得電,高壓液壓油通過(guò)單向閥8. a、8. b、8. c、8. d進(jìn)入油路塊18b, 二通插裝閥10、11也導(dǎo)通；液壓馬達(dá)20. a的液壓油流通順序?yàn)槎ú逖b閥10 —雙向流量檢測(cè)儀14. b —平衡閥15. b —液壓馬達(dá)20. a —平衡閥15. a —雙向流量檢測(cè)儀14. a — 二通插裝閥11 —油箱I ;在液壓油流過(guò)雙向流量檢測(cè)儀14. b和14. a時(shí)，雙向流量檢測(cè)儀和壓力傳感器都發(fā)出一個(gè)4 20 mA的電流信號(hào)；其余的液壓馬達(dá)工作過(guò)程同上；當(dāng)液壓油流量達(dá)到雙向流量檢測(cè)儀的最大流量時(shí)，雙向流量檢測(cè)儀輸出為20 mA電流信號(hào)，流量的變化和雙向流量檢測(cè)儀輸出的電流信號(hào)是一個(gè)線性的變化關(guān)系，這樣就可以實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)流過(guò)每臺(tái)液壓馬達(dá)的實(shí)時(shí)流量和壓力的變化，通過(guò)這個(gè)流量和壓力的變化就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到每臺(tái)液壓馬達(dá)是否出現(xiàn)故障。圖4所示為本發(fā)明的電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。液壓馬達(dá)20. a的進(jìn)出口 A、B連接的雙向流量檢測(cè)儀14 .a、14.b發(fā)出的電流信號(hào)分別為L(zhǎng)14. a、L14. b ;液壓馬達(dá)18. b、
18.C、18. d的A、B進(jìn)出口連接的雙向流量檢測(cè)儀發(fā)出的電流信號(hào)分別為L(zhǎng)14. c、L14. d、L14. e、L14. f、L14. g、L14. h ;壓力傳感器13a、13b同樣也發(fā)出4 20 mA的電流信號(hào)Y13a、Y13b ;雙向流量檢測(cè)儀和壓力傳感器發(fā)出的電流信號(hào)連接在PLC模擬量采集塊——S7-200-EM231，經(jīng)過(guò)PLC的CPU的處理后，再上傳給上位機(jī)——工控機(jī)進(jìn)行處理和顯示，同時(shí)在上位機(jī)——工業(yè)工控機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置，并將設(shè)置的參數(shù)下傳給PLC;電氣信號(hào)傳遞和控制關(guān)系為當(dāng)每個(gè)液壓馬達(dá)正轉(zhuǎn)都正常工作時(shí)，這時(shí)連接在液壓馬達(dá)的進(jìn)油口 B管路的雙向流量檢測(cè)儀輸出的電流信號(hào)L14. b、L14. d、L14. f、L14. h是一個(gè)固定值，當(dāng)液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)時(shí)，連接在液壓馬達(dá)的進(jìn)油口 A管路的雙向流量檢測(cè)儀輸出的電流信號(hào)L14.a、L14. c、L14. e、L14. g也是一個(gè)固定值；同時(shí)壓力信號(hào)在負(fù)載相同的情況下也是一個(gè)固定值；把這些值作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的參考值，建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)保存在工控機(jī)里面；在工作時(shí)與液壓馬達(dá)實(shí)時(shí)工作狀態(tài)下的流量、壓力進(jìn)行比較。出現(xiàn)故障時(shí)的判斷設(shè)定由四臺(tái)高壓油泵同時(shí)供給四臺(tái)液壓馬達(dá)的總流量為Q總；設(shè)定液壓馬達(dá)為正轉(zhuǎn)工作方式。判斷方法如下現(xiàn)象一四臺(tái)液壓馬達(dá)其中的一個(gè)或幾個(gè)馬達(dá)出現(xiàn)“堵死”的現(xiàn)象一馬達(dá)卡死時(shí)，如液壓馬達(dá)20. a在正轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)這樣的故障，流向液壓馬達(dá)20. a的流量就基本為零，雙向流量檢測(cè)儀發(fā)出的檢測(cè)信號(hào)L14. b、L14. a變?yōu)殡p向流量檢測(cè)儀最小輸出值4mA ;流向其余液壓馬達(dá)20.b、20. c、20. d的流量就會(huì)增大，流量由液壓馬達(dá)都正常工作時(shí)為Q總/4變?yōu)镼總/3，這時(shí)雙向流量檢測(cè)儀發(fā)出的檢測(cè)信號(hào)L14. c、L14. d、L14. e、L14. f、L14. g、L14.h變大，變?yōu)樵瓉?lái)值的4/3倍左右。同時(shí)供給其它液壓馬達(dá)的壓力也增大，壓力傳感器發(fā)出的壓力信號(hào)也增大。當(dāng)液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)時(shí)，檢測(cè)和判斷方法也如上述一樣。一臺(tái)以上的馬達(dá)出現(xiàn)這樣的同類故障時(shí)，雙向流量檢測(cè)儀發(fā)出的信號(hào)就會(huì)更高。同時(shí)供給其它液壓馬達(dá)的壓力也會(huì)更大，壓力傳感器13a、13b發(fā)出的壓力信號(hào)Y13a、Y13b也更大。當(dāng)檢測(cè)到那一臺(tái)或幾臺(tái)液壓馬達(dá)的流量和液壓馬達(dá)工作的壓力發(fā)生變化時(shí)，就可以實(shí)時(shí)地檢測(cè)到哪個(gè)馬達(dá)出現(xiàn)了故障的，在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上報(bào)警，同時(shí)停止運(yùn)行。現(xiàn)象二 當(dāng)其中的一個(gè)或幾個(gè)馬達(dá)出現(xiàn)“擊穿”的現(xiàn)象一液壓油從液壓馬達(dá)進(jìn)油口 A或B直接流向了泄油口 T ;如液壓馬達(dá)20. a出現(xiàn)上述情況時(shí)，同樣在正轉(zhuǎn)的情況下，流向被擊穿的液壓馬達(dá)20. a因?yàn)樽枇Φ臏p小，液壓油流經(jīng)雙向流量檢測(cè)儀14. b流量就會(huì)增大，其輸出的電流信號(hào)L14. b也就增大，而流經(jīng)液壓馬達(dá)20. b、20. c、20. d的流量會(huì)減少，同樣液壓油流經(jīng)雙向流量檢測(cè)儀流量14. d、14. f、14.h也減小，雙向流量檢測(cè)儀發(fā)出的檢測(cè)信號(hào)L14. d、L14. f、L14.h變小，同時(shí)流向液壓馬達(dá)的壓力也會(huì)變小，壓力傳感器13b發(fā)出的壓力信號(hào)Y13b減小。反轉(zhuǎn)時(shí)的判斷方法同上所述。一臺(tái)以上的液壓馬達(dá)出現(xiàn)上述現(xiàn)象時(shí)，判斷方法同上述一樣，根據(jù)上述檢測(cè)方法就可以實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)液壓馬達(dá)的工作情況。圖5為本發(fā)明液壓馬達(dá)20. a正轉(zhuǎn)時(shí)故障判斷流程。
圖6為本發(fā)明液壓馬達(dá)20. a反轉(zhuǎn)時(shí)故障判斷流程。其它的液壓馬達(dá)20. b、20. C、20. d的故障判斷方法和液壓馬達(dá)20. a判斷方法一樣，其壓力傳感器13a、13b檢測(cè)的壓力信號(hào)為Y13a、Y13b，雙向流量檢測(cè)儀14. C、14. d、14. e、14. f、14. g、14. h的流量信號(hào)為L(zhǎng)14. C、L14. d、L14. e、L14. f、L14. g、L14. h。
權(quán)利要求
1.一種大型卷板機(jī)液壓馬達(dá)傳動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于包括液壓傳動(dòng)部分和微控部分并按照以下步驟進(jìn)行監(jiān)測(cè)所述的液壓傳動(dòng)部分包括多組高壓油泵(5)及其油泵電機(jī)(4)、電磁溢流閥(7)和液壓馬達(dá)(20)，二通插裝閥(9、10、11、12)及管路；由多臺(tái)油泵電機(jī)(4)分別驅(qū)動(dòng)多臺(tái)高壓油泵(5)，由電磁溢流閥(7)建立壓力后進(jìn)行合流，然后由二通插裝閥同時(shí)連接多臺(tái)液壓馬達(dá) (20)進(jìn)出油口，二通插裝閥的動(dòng)作改變液壓油的流向，從而完成液壓馬達(dá)(20)旋向的變化；所述的微控部分包括工控機(jī)、PLC、壓力傳感器(13a、13b)和在每臺(tái)液壓馬達(dá)(20)的進(jìn)出油口 A和B的油路上安裝的雙向流量檢測(cè)儀(14)及外圍電路；工控機(jī)用于界面顯示和參數(shù)的設(shè)定，由壓力傳感器對(duì)液壓馬達(dá)進(jìn)出油口 A和B壓力變化信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并傳給 PLC，雙向流量監(jiān)測(cè)儀將檢測(cè)到的液壓油流量信號(hào)也傳給PLC，PLC對(duì)信號(hào)采集處理后傳給工控機(jī)，工控機(jī)與PLC通過(guò)通訊的方式進(jìn)行信息傳輸；液壓馬達(dá)傳動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)步驟由所述的壓力傳感器檢測(cè)到的壓力和雙向流量檢測(cè)儀檢測(cè)到的流量轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)輸出到PLC的模擬量采集模塊進(jìn)行計(jì)算處理；然后將檢測(cè)到的流量和壓力參數(shù)實(shí)時(shí)上傳給工控機(jī)，與工控機(jī)中建立的數(shù)據(jù)庫(kù)里面的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值進(jìn)行比較，判斷液壓馬達(dá)工作狀態(tài)是否正常，判斷為正常時(shí)繼續(xù)運(yùn)行，判斷為故障時(shí)自動(dòng)報(bào)警并停止運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型卷板機(jī)液壓馬達(dá)傳動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于液壓傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)為四臺(tái)油泵電機(jī)(4)和高壓油泵(5)直聯(lián)，高壓油泵(5)的吸油口通過(guò)避震喉(3)、高壓球閥(2)的管路與油箱(I)聯(lián)接；管路過(guò)濾器(6)通過(guò)管路聯(lián)接高壓油泵(5)和油路塊 (18a);油路塊(18a)有油路通道和螺紋孔，通過(guò)螺釘在平面固定有電磁溢流閥(7)和單向閥(8)；油路塊(18a)和油路塊(18b)通過(guò)管路聯(lián)接；油路塊(18b)有油路通道和螺紋孔，用于液壓油的流通和閥件的安裝；在兩側(cè)對(duì)稱面各有2個(gè)內(nèi)孔，二通插裝閥(9、10、11、12)的閥芯插接在油路塊(18b)的內(nèi)孔中；壓力傳感器(13a)和(13b)與油路塊(18b)螺紋聯(lián)接；雙向流量檢測(cè)儀(14)通過(guò)管路聯(lián)接油路塊(18b)和油路塊(18c);油路塊(18c)有油路通道和螺紋孔，平衡閥(15)、溢流閥(16、17)通過(guò)螺釘固定在其平面上；液壓馬達(dá)(20)進(jìn)出油口 A、B通過(guò)管路聯(lián)接油路塊(18c);其泄油口 T通過(guò)管路聯(lián)接油箱(I);油路聯(lián)通關(guān)系啟動(dòng)油泵電機(jī)(4)，高壓油泵(5)的出油口的液壓油經(jīng)過(guò)管路過(guò)濾器 (6)過(guò)濾，在電磁溢流閥(7)不得電時(shí)，液壓油通過(guò)電磁溢流閥(7)流回油箱(I);在電磁溢流閥(7 )得電工作時(shí)，液壓油通過(guò)單向閥(8a、8b、8c、8d)同時(shí)流進(jìn)油路塊(18b );當(dāng)二通插裝閥(10)和(11)通電工作時(shí)，液壓油通過(guò)二通插裝閥(10)流出進(jìn)入液壓馬達(dá)，由液壓馬達(dá)的出油口經(jīng)過(guò)二通插裝閥(11)流回進(jìn)入油箱(1)，壓力傳感器(13a)實(shí)時(shí)檢測(cè)液壓馬達(dá)進(jìn)油口的壓力的變化，同時(shí)壓力傳感器(13b)實(shí)時(shí)檢測(cè)液壓馬達(dá)出油口的壓力的變化；這時(shí)四臺(tái)液壓馬達(dá)同時(shí)正轉(zhuǎn)；反之，當(dāng)二通插裝閥(9)和(12)得電工作時(shí)，液壓油通過(guò)二通插裝閥(12)流出進(jìn)入液壓馬達(dá)，由液壓馬達(dá)的出油口經(jīng)過(guò)二通插裝閥(9)流回進(jìn)入油箱(1)，這時(shí)四臺(tái)液壓馬達(dá)同時(shí)反轉(zhuǎn)；在油路塊(18b)的進(jìn)出油口和油路塊(18c)相聯(lián)接的管路上安裝有雙向流量檢測(cè)儀(14. a、14. b、14. C、14. d、14. e、14. f、14. g、14. h);當(dāng)液壓馬達(dá)(20. a) 正轉(zhuǎn)時(shí)，雙向流量檢測(cè)儀(14. b)檢測(cè)液壓馬達(dá)(20. a)進(jìn)口的流量，雙向流量檢測(cè)儀(14. a) 檢測(cè)液壓(20. a)出口的流量；其它的三臺(tái)液壓馬達(dá)(20. b、20. c、20. d)的流量檢測(cè)方法同液壓馬達(dá)(20. a) 一樣，正轉(zhuǎn)時(shí)，雙向流量檢測(cè)儀(14. d、14. f、14. h)檢測(cè)液壓馬達(dá)(20. b、 20. c、20. d)進(jìn)口的流量，反轉(zhuǎn)時(shí)，雙向流量檢測(cè)儀(14. C、14. e、14. g )檢測(cè)液壓馬達(dá)(18. b、18. C、18. d)進(jìn)口的流量，8臺(tái)雙向流量檢測(cè)儀輸出電信號(hào)為4 20mA的電流信號(hào)；當(dāng)液壓馬達(dá)工作時(shí)平衡閥(15.a、15.b、15. c、15. d、15. e、15. f、15. g、15.h)的開(kāi)啟壓力很低，利于液壓油的流動(dòng)，減小液壓系統(tǒng)的壓力損失；當(dāng)液壓馬達(dá)不工作時(shí)，平衡閥對(duì)液壓馬達(dá)的出油口進(jìn)行關(guān)閉，利于液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)后制動(dòng)時(shí)的精確定位；在平衡閥和液壓馬達(dá)之間安裝有雙向溢流閥(16. a、16. b、16. C、16. d、17. a、17. b、17. c、17. d)，它的作用是在啟動(dòng)液壓馬達(dá)停止旋轉(zhuǎn)后迅速予以制動(dòng)；液壓馬達(dá)的工作時(shí)液壓油流向及故障信號(hào)采集啟動(dòng)油泵電機(jī)，再啟動(dòng)液壓馬達(dá)正轉(zhuǎn)， 這時(shí)電磁溢流閥(7. a、7. b、7. c、7. d)得電，高壓液壓油通過(guò)單向閥(8. a、8. b、8. c、8. d)進(jìn)入油路塊(18b)，二通插裝閥(10、11)也導(dǎo)通；液壓馬達(dá)(20. a)的液壓油流通順序?yàn)槎ú逖b閥(10)—雙向流量檢測(cè)儀(14. b)—平衡閥(15.b)—液壓馬達(dá)(20. a)—平衡閥(15. a)—雙向流量檢測(cè)儀(14. a)—二通插裝閥(11)—油箱(I);在液壓油流過(guò)雙向流量檢測(cè)儀 (14. b)和(14. a)時(shí)，雙向流量檢測(cè)儀和壓力傳感器都發(fā)出一個(gè)4 20 mA的電流信號(hào)；其余的液壓馬達(dá)工作過(guò)程同上；當(dāng)液壓油流量達(dá)到雙向流量檢測(cè)儀的最大流量時(shí)，雙向流量檢測(cè)儀輸出為20 mA電流信號(hào)，流量的變化和雙向流量檢測(cè)儀輸出的電流信號(hào)是一個(gè)線性的變化關(guān)系，實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)流過(guò)每臺(tái)液壓馬達(dá)的實(shí)時(shí)流量和壓力的變化，通過(guò)流量和壓力的變化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到每臺(tái)液壓馬達(dá)是否出現(xiàn)故障。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型卷板機(jī)液壓馬達(dá)傳動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于微控部分電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為液壓馬達(dá)(20. a)的進(jìn)出口 A、B連接的雙向流量檢測(cè)儀 (14 .a、14.b)發(fā)出的電流信號(hào)分別為(L14. a、L14. b);液壓馬達(dá)(18. b、18. C、18. d)的A、B 進(jìn)出口連接的雙向流量檢測(cè)儀發(fā)出的電流信號(hào)分別為(L14. c、L14. d、L14. e、L14. f、L14. g、L14.h);壓力傳感器(13a、13b)同樣也發(fā)出4 20 mA的電流信號(hào)(Y13a、Y13b);雙向流量檢測(cè)儀和壓力傳感器發(fā)出的電流信號(hào)連接在PLC模擬量采集塊——S7-200-EM231，經(jīng)過(guò) PLC的CPU的處理后，再上傳給上位機(jī)——工控機(jī)進(jìn)行處理和顯示，同時(shí)在上位機(jī)——工業(yè)工控機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置，并將設(shè)置的參數(shù)下傳給PLC ;電氣信號(hào)傳遞和控制關(guān)系為 當(dāng)每個(gè)液壓馬達(dá)正轉(zhuǎn)都正常工作時(shí)，這時(shí)連接在液壓馬達(dá)的進(jìn)油口 B管路的雙向流量檢測(cè)儀輸出的電流信號(hào)(L14. b、L14. d、L14. f、L14. h)是一個(gè)固定值，當(dāng)液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)時(shí)，連接在液壓馬達(dá)的進(jìn)油口 A管路的雙向流量檢測(cè)儀輸出的電流信號(hào)(L14.a、L14.c、L14.e、 L14. g)也是一個(gè)固定值；同時(shí)壓力信號(hào)在負(fù)載相同的情況下也是一個(gè)固定值；把這些值作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的參考值，建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)保存在工控機(jī)里面；在工作時(shí)與液壓馬達(dá)實(shí)時(shí)工作狀態(tài)下的流量、壓力進(jìn)行比較。
4.一種大型卷板機(jī)液壓馬達(dá)傳動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，包括液壓傳動(dòng)部分和微控部分，其特征在于液壓傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)為四臺(tái)油泵電機(jī)(4)和高壓油泵(5)直聯(lián)，高壓油泵(5)的吸油口通過(guò)避震喉(3)、高壓球閥(2)的管路與油箱(I)聯(lián)接；管路過(guò)濾器(6)通過(guò)管路聯(lián)接高壓油泵(5)和油路塊(18a);油路塊(18a)有油路通道和螺紋孔，通過(guò)螺釘在平面固定有電磁溢流閥(7)和單向閥(8);油路塊(18a)和油路塊(18b)通過(guò)管路聯(lián)接；油路塊(18b)有油路通道和螺紋孔，用于液壓油的流通和閥件的安裝；在兩側(cè)對(duì)稱面各有2個(gè)內(nèi)孔，二通插裝閥(9、.10、.11、12)的閥芯插接在油路塊(18b)的內(nèi)孔中；壓力傳感器(13a)和(13b)與油路塊(18b)螺紋聯(lián)接；雙向流量檢測(cè)儀(14)通過(guò)管路聯(lián)接油路塊(18b)和油路塊(18c);油路塊(18c)有油路通道和螺紋孔，平衡閥(15)、溢流閥(16、17)通過(guò)螺釘固定在其平面上；液壓馬達(dá)(20)進(jìn)出油口 A、B通過(guò)管路聯(lián)接油路塊(18c);其泄油口 T通過(guò)管路聯(lián)接油箱(I);油路聯(lián)通關(guān)系啟動(dòng)油泵電機(jī)(4)，高壓油泵(5)的出油口的液壓油經(jīng)過(guò)管路過(guò)濾器(6)過(guò)濾，在電磁溢流閥(7)不得電時(shí)，液壓油通過(guò)電磁溢流閥(7)流回油箱(I);在電磁溢流閥(7)得電工作時(shí)，液壓油通過(guò)單向閥(8a、8b、8c、8d)同時(shí)流進(jìn)油路塊(18b);當(dāng)二通插裝閥(10)和(11)通電工作時(shí)，液壓油通過(guò)二通插裝閥(10)流出進(jìn)入液壓馬達(dá)，由液壓馬達(dá)的出油口經(jīng)過(guò)二通插裝閥(11)流回進(jìn)入油箱(1)，壓力傳感器(13a)實(shí)時(shí)檢測(cè)液壓馬達(dá)進(jìn)油口的壓力的變化，同時(shí)壓力傳感器(13b)實(shí)時(shí)檢測(cè)液壓馬達(dá)出油口的壓力的變化；這時(shí)四臺(tái)液壓馬達(dá)同時(shí)正轉(zhuǎn)；反之，當(dāng)二通插裝閥(9)和(12)得電工作時(shí)，液壓油通過(guò)二通插裝閥(12)流出進(jìn)入液壓馬達(dá)，由液壓馬達(dá)的出油口經(jīng)過(guò)二通插裝閥(9)流回進(jìn)入油箱(1)，這時(shí)四臺(tái)液壓馬達(dá)同時(shí)反轉(zhuǎn)；在油路塊(18b)的進(jìn)出油口和油路塊(18c)相聯(lián)接的管路上安裝有雙向流量檢測(cè)儀(14. a、14. b、14. C、14. d、14. e、14. f、14. g、14. h);當(dāng)液壓馬達(dá)(20. a) 正轉(zhuǎn)時(shí)，雙向流量檢測(cè)儀(14. b)檢測(cè)液壓馬達(dá)(20. a)進(jìn)口的流量，雙向流量檢測(cè)儀(14. a) 檢測(cè)液壓(20. a)出口的流量；其它的三臺(tái)液壓馬達(dá)(20. b、20. c、20. d)的流量檢測(cè)方法同液壓馬達(dá)(20. a) 一樣，正轉(zhuǎn)時(shí)，雙向流量檢測(cè)儀(14. d、14. f、14. h)檢測(cè)液壓馬達(dá)(20. b、 20. c、20. d)進(jìn)口的流量，反轉(zhuǎn)時(shí)，雙向流量檢測(cè)儀(14. C、.14. e、14. g )檢測(cè)液壓馬達(dá)(18. b、18. C、18. d)進(jìn)口的流量，8臺(tái)雙向流量檢測(cè)儀輸出電信號(hào)為4 20mA的電流信號(hào)；當(dāng)液壓馬達(dá)工作時(shí)平衡閥(15.a、15.b、15. c、15. d、15. e、15. f、15. g、15.h)的開(kāi)啟壓力很低，利于液壓油的流動(dòng)，減小液壓系統(tǒng)的壓力損失；當(dāng)液壓馬達(dá)不工作時(shí)，平衡閥對(duì)液壓馬達(dá)的出油口進(jìn)行關(guān)閉，利于液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)后制動(dòng)時(shí)的精確定位；在平衡閥和液壓馬達(dá)之間安裝有雙向溢流閥(16. a、16. b、16. C、16. d、17. a、17. b、.17. c、17. d)，它的作用是在啟動(dòng)液壓馬達(dá)停止旋轉(zhuǎn)后迅速予以制動(dòng)；液壓馬達(dá)的工作時(shí)液壓油流向及故障信號(hào)采集啟動(dòng)油泵電機(jī)，再啟動(dòng)液壓馬達(dá)正轉(zhuǎn)， 這時(shí)電磁溢流閥(7. a、7. b、.7. c、7. d)得電，高壓液壓油通過(guò)單向閥(8. a、8. b、8. c、8. d)進(jìn)入油路塊(18b)，二通插裝閥(10、11)也導(dǎo)通；液壓馬達(dá)(20. a)的液壓油流通順序?yàn)槎ú逖b閥(10)—雙向流量檢測(cè)儀(14. b)—平衡閥(15.b)—液壓馬達(dá)(20. a)—平衡閥(15. a)—雙向流量檢測(cè)儀(14. a)—二通插裝閥(11)—油箱(I);在液壓油流過(guò)雙向流量檢測(cè)儀 (14. b)和(14. a)時(shí)，雙向流量檢測(cè)儀和壓力傳感器都發(fā)出一個(gè)4 20 mA的電流信號(hào)；其余的液壓馬達(dá)工作過(guò)程同上；當(dāng)液壓油流量達(dá)到雙向流量檢測(cè)儀的最大流量時(shí)，雙向流量檢測(cè)儀輸出為20 mA電流信號(hào)，流量的變化和雙向流量檢測(cè)儀輸出的電流信號(hào)是一個(gè)線性的變化關(guān)系，實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)流過(guò)每臺(tái)液壓馬達(dá)的實(shí)時(shí)流量和壓力的變化，通過(guò)流量和壓力的變化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到每臺(tái)液壓馬達(dá)是否出現(xiàn)故障。微控部分電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為液壓馬達(dá)(20. a)的進(jìn)出口 A、B連接的雙向流量檢測(cè)儀 (14 .a、14.b)發(fā)出的電流信號(hào)分別為(L14. a、L14. b);液壓馬達(dá)(18. b、18. C、18. d)的A、B 進(jìn)出口連接的雙向流量檢測(cè)儀發(fā)出的電流信號(hào)分別為(L14. c、L14. d、L14. e、L14. f、L14. g、L14.h);壓力傳感器(13a、13b)同樣也發(fā)出4 20 mA的電流信號(hào)(Y13a、Y13b);雙向流量檢測(cè)儀和壓力 傳感器發(fā)出的電流信號(hào)連接在PLC模擬量采集塊——S7-200-EM231，經(jīng)過(guò) PLC的CPU的處理后，再上傳給上位機(jī)——工控機(jī)進(jìn)行處理和顯示，同時(shí)在上位機(jī)——工業(yè)工控機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置，并將設(shè)置的參數(shù)下傳給PLC ;電氣信號(hào)傳遞和控制關(guān)系為 當(dāng)每個(gè)液壓馬達(dá)正轉(zhuǎn)都正常工作時(shí)，這時(shí)連接在液壓馬達(dá)的進(jìn)油口 B管路的雙向流量檢測(cè)儀輸出的電流信號(hào)(L14. b、L14. d、L14. f、L14. h)是一個(gè)固定值，當(dāng)液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)時(shí)，連接在液壓馬達(dá)的進(jìn)油口 A管路的雙向流量檢測(cè)儀輸出的電流信號(hào)(L14.a、L14. c、L14. e、 L14. g)也是一個(gè)固定值；同時(shí)壓力信號(hào)在負(fù)載相同的情況下也是一個(gè)固定值；把這些值作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的參考值，建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)保存在工控機(jī)里面；在工作時(shí)與液壓馬達(dá)實(shí)時(shí)工作狀態(tài)下的流量、壓力進(jìn)行比較。
全文摘要
一種大型卷板機(jī)液壓馬達(dá)傳動(dòng)故障在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，包括液壓傳動(dòng)部分和微控部分液壓傳動(dòng)部分包括多組高壓油泵及其油泵電機(jī)、電磁溢流閥和液壓馬達(dá)，二通插裝閥及管路；微控部分包括工控機(jī)、PLC、壓力傳感器和雙向流量檢測(cè)儀及外圍電路；由壓力傳感器和雙向流量監(jiān)測(cè)儀對(duì)液壓馬達(dá)進(jìn)出油路的油壓和流量檢測(cè)并將信號(hào)傳給PLC，PLC再傳給工控機(jī)，與工控機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值比較，判斷液壓馬達(dá)故障時(shí)自動(dòng)報(bào)警并停止運(yùn)行。本發(fā)明解決了液壓馬達(dá)傳動(dòng)系統(tǒng)故障只能在事后判斷，不能預(yù)警的問(wèn)題，從而使得卷板機(jī)的可靠性和壽命大大提高。
文檔編號(hào)F15B19/00GK103032411SQ20121059444
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者程國(guó)仁, 楊樹(shù)田, 常欣 申請(qǐng)人:泰安華魯鍛壓機(jī)床有限公司