基于PLC和触摸屏的液压缸耐久性试验异常监控系统设计.pdf

液 压 气 动 与 密 ／2 01 6年 第 0 7期 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 8 - 0 8 1 3 ． 2 0 1 6 ． 0 7 ． 0 2 0 基 于 P L C和触摸屏 的液压缸耐久性 试验异常监控系统设计 陈 禄， 钱老红 蚌埠液力机械有 限公司 ， 安徽 蚌埠2 3 3 0 3 0 摘要 液压缸耐久性试验中液压缸的运行次数多 、 时间久， 且对液压缸 自身有一定的破坏性。因此， 在无值守人员的情况下， 试验过 程中试验台出现异常情况时 ， 需要试验台的控制系统能够 自我识别异常并做出紧急处理 。该文结合本公司的液压缸耐久性试验 ， 基 于P L C和触摸屏控制系统 ， 从液压缸的运行状态 、 液压缸进出油1 3 的油压、 液压油温度三个方面阐述试验台异常监控系统的设计。 关键词 液压缸 ； 耐久性试验； 异常监控； P L C 中图分类号 T H1 3 7 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 6 0 7 0 0 6 0 0 3 S y s t e m De s i g n o f Hy d r a ul i c Cy l i n d e r Du r a bi l i t y Te s t f o r Mo ni t o r i n g a nd Co n t r o l l i n g t he Ab no r ma l Co nd i t i o n Ba s e d o n PLC a n d To u c h S c r e e n C H E NL u , Q I A NL a o h o n g B e n g b u Y e L i Ma c h i n e r y C o ． ， L t d ． ， B e n g b u 2 3 3 0 3 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Du r i n g t h e d u r a b i l i t y t e s t ， t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r r a n l o t s o f t i m e s a n d o p e r a t e d f o r a l o n g t i me ． An d t h e t e s t ma y c a u s e c e r t a i n d a ma g e t o t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r i t s e l f ． T h e r e f o r e ， i n t h e c a s e o f n o t e s t p e r s o n n e l a n d t h e a b n o r ma l s i t u a t i o n wa s a p p e a r e d d ur i n g t h e t e s t ， i t r e q u i r e s t h a t t h e c o n t r o l s y s t e m o f t e s t b e d c o u l d i d e n t i f y a n o ma l i e s a n d ma k e e me r g e n c y t r e a t me n t ． I n t h i s p a p e r , c o mb i n e d wi t h t h e d u r a - b i l i ty t e s t o f o u r c o mp a n y ’S h y dra u l i c c y l i n d e r , b a s e d o n t h e s y s t e m o f P LC a n d t o u c h s c r e e n ， t h e s y s t e m d e s i g n o f t h e d u r a b i l i t y t e s t o f h y d r a u l i c c y l i n d e r f o r mo n i t o r i n g t h e a b n o rm a l s i t u a t i o n wa s e x p o u n d e d ． I t i n c l u d e s t h r e e a s p e c t s ， t h e o p e r a t i o n o f t h e h y dr a u l i c c y l i n d e r , t h e o i l p r e s s u r e o f t h e i n l e t a n d o u t l e t o f t h e h y dr a u l i c c y l i n d e r a n d t h e t e mp e r a tur e o f t h e h y d r a u l i c o i l ． Ke y wo r d s h y dra ul i c c y l i n d e r ； d u r a b i l i ty t e s t ； mo n i t o r i n g the a b n o rm a l s i tua t i o n ； P LC 0 引言 伴 随着工业的快速发展 ， 液压技术应用 日趋广泛 ， 液压缸作 为重要 的执行元件 ， 其性能好坏直接决定设 备 的寿命 和可靠性 。耐久性试验是验证 和分析液压缸 寿命 和稳定性 有效途径” I 。但 耐久性试验 中液压缸 的 运行 次数 多 、 时间久 ， 且对液 压缸 自身有一 定 的破 坏 性 ， 需要在试验过程 中出现故障时 ， 对试验 系统和液压 缸进行异常保护。此外 ， 试验过程中长时间的人员值 守是一项较 为费时 的工作 ， 有必要设计一套异 常 自动 监控系统 ， 以减少试验人员的值守时问。本文结合本 公 司的液压缸 耐久性试验特点 ， 针对液压缸耐久性试 验设计试验异常监控系统 ， 能够在试验 出现异常时 ， 能 够及时判别并做 出相应 的紧急处理 。 1 异常监控系统设计 本公 司的液压缸耐久性试验 中液压缸 的运行次数 收稿 日期 2 0 1 6 0 2 2 3 作者简介 陈禄 1 9 8 9 一 ， 男， 安徽阜阳人 ， 助理工程师 ， 本科 ， 主要从事 液压机 械设计与上 艺 、 控制系统开发 等工作 。 6 0 多 、 时间久 ， 且对液压缸 自身有 一定 的破坏性 ， 试验 台 发生故障的可能性较高 。因此 ， 对 于试 验台的异常监 控 ， 应具有较高 的可靠性和稳定性r z 。同时 ， 为方便试 验人员对试验异常情况 的诊断 ， 需要对 出现的异常点 在触摸屏 中显示 。此外 ， 对于液压缸 的耐久性试验具 有运行油压高、 输出压力大等特点， 而且在液压系统出 现较大外泄漏时 ， 存在油泵空转 而致使试 验 台损坏 的 隐患。因此 ， 要求 当试验 出现异常情 况时 ， 控制系统能 得到迅速 的反馈 ， 而使整个系统及 时停 机 。基于现有 的液压缸耐久性试 验台的 P L C和触 摸屏控制 ， 依据液 压 缸耐久性试验的特点 ， 从液压缸的运行状态 、 液压缸 进 出油 口油压 、 液压油温度三个方 面来设 计试验 台异 常监控系统 。触摸屏 中异常监控界面如 图 1 所示 ， 异常 监控主要包括压力 、 运行和油温三个方面 。 1 ． 1 液压缸运行状态监控 液压缸耐 久性试验是对液 压缸性能 的直观 测试 ， 试验过程 中液压缸 与相关 负载连接后不断往 复运行 。 试 验正 常运 行 时 ， 液 压 缸 的运行 周 期 和行 程保 持 不 变 。液压缸行程控制如 图2 所示 ， 通过在活塞杆运行 的 极 限位置 附近分 别安装两个接近开关 ， 并在 活塞 杆端 zzzPsgiolePfrp zzzPsgiolePfrpzzzPsgiolePfrp 液 压 气 动 与 密 1- ／20 1 6- F - 3 K 07期 d o i l O ．3 9 6 9 ． is s n ． 1 0 0 8 0 8 1 3 ．2 0 1 6 ． 0 7 ． 0 2 1 电液伺服阀的故障机理与分析 黄雄军 广州市交通技师学院 机电工程系 ， 广东 广州 5 1 0 5 4 0 摘要 电液伺服系统的复杂性、 各领域采用它的要求高 ， 激发整体系统的故障诊断技术 的不断地发展。针对电液伺服系统的故障机 理较为复杂， 需逐一分析其主要元件电液伺服阀的故障机理现象与原因， 对电液伺服系统及其主要元件的建模和故障仿真研究 具有一定的理论参考意义。 关键词 电液伺服阀； 结构原理； 故障机理； 分析 中图分类号 T H1 3 7 ． 9 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 8 - 0 8 1 3 2 0 1 6 0 7 - 0 0 6 2 - 0 2 Fa i l u r e M e c h a n i s m a n d An a l y s i s 0 f El e c t r o． h y d r a ul i c Se r v o Va l ve HU A NGX i o n g - j u n D e p a r t me n t o f E l e c t r o me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ， G u a n g z h o u Co mmu n i c a t i o n s T e c h n i c i a n I n s t i t u t e ， Gu a n g z h o u 5 1 0 5 4 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Co mp l e x i t y o f e l e c t r o - h y d r a u l i c s e r v o s y s t e m， i t i s a p p l i e d t o v a rio u s fie l d i n h ilg h r e q u i r e me n t ， a r o u s i n g t h e c o n t i n u o u s d e v e l o p ‘ me n t o f f a u l t d i a g n o s i s t e c h n o l o g y i n t h e wh o l e s y s t e m ． I n l i g h t o f c o mp l e x i t y o f f a i l u r e me c h a n i s m i n e l e c t r o h y dra u l i c s e r v o s y s t e m ， i t i s n e e d e d t o a n a l y z e p h e n o me n o n a n d r e a s o n o f f a i l u r e me c h a n i s m i n i t s ma i n c o mp o n e n t ， wh i c h i s e l e c t r o h y d r a u l i c s e r v o ， a n d i t h a s s o me t h e o r e t i c a l r e f e r e n c e v a l u e f o r m o l d i n g an d f a u l t s i mu l a t i o n r e s e arc h o f e l e c t r o - h y dr a u l i c s e r v o s y s t e m a n d i t s ma i n c o mp o n e n t ． Ke y wo r ds e l e c t r o - h y dr a u l i c s e r v o v a l v e ； s t r u c t u r e p rin c i p l e ； f a i l u r e m e c h a n i s m； an a l y s i s O 引言 液 压系统 的故 障具 有繁琐性和 隐藏 性 ， 采取常规 法研究液 压系统 ， 需要 高成本 ， 并 且效果低 ， 查找系统 的故障难 ， 故采用仿真能解决此问题。电液伺服阀作 为电液伺 服系统 的关键元件 ， 而且 系统 常见 的主要故 收稿 日期 2 0 1 5 1 2 1 8 作者简 介 黄雄 军 1 9 8 6 一 ， 男 ， 广东湛 江人 ， 硕 士 ， 主要 从事 电液伺服 阀 仿真及伺服系统故障仿真 ， 机械设计和机械制造教学研究。 依据液压缸耐久性试验 的特点 ， 从液压缸的运行状态 、 液压缸进出油 口油压 、 液压油温度 3 个方面设计液压缸 耐久性试验异常监控 系统 。本设 计能稳定地监控试验 时液压缸 的异常运行 、 液压 油压的异常波动 和液压 油 温度的过高异常等试验状况。当试验出现异常时 ， 系 统能及时停机， 保护试验台液压系统和液压缸 ， 并将异 常情况反馈至触摸屏显示 ， 便于试验人员来分析试验 出现 的问题 。同时 ， 也达 到减少在试验过程 中试 验人 员值守时间的 目的。 参考文献 [ 1 】 姚建南 ， 苗运江， 等． 液压缸简易加载试验台设计[ J ] ． 液压与 6 2 障 电液伺服阀的故障--I 。研究电液伺服系统的故障机 理 ， 需对 电液伺服 系统及其 主要元件进行建模 和故障 仿真 。因此 ， 分析 电液伺 服阀 的故 障现象 和缘 由为研 究电液伺服系统的故障仿真奠定了理论基础。 1 电液伺服阀的结构原理简介 电液伺服 阀主要 由力 矩马达 电一 机转换元件 和 喷嘴挡板式 液压放大器 机 一 液转换与功率放 大部分 构成第一级， 滑阀式功率级及反馈杆组件 功率放大部 分 构成第 二级 。力矩马达是 由永磁铁 、 导磁体 、 线圈 、 气动 ， 2 0 1 2 ， 4 6 8 7 0 ． 【 2 ] 田明君． 基于XC 1 6 4 C S 单片机的液压缸试验俞控制系统 液压气动与密封， 2 0 1 0 ， 3 2 3 2 7 ． [ 3 】 周宝花， 蔡洪波． 液压缸试验台液压系统的改进[ J ] ． 液压气 动与密封， 2 0 1 1 ， f 2 8 8 8 9 ． [ 4 】 李德英． 基于P L C的液压试验台监控系统设计f J ] ． 国内外机 电一体化技术， 2 0 1 0 ， 5 4 4 4 6 ． 【 5 】 李志峰 ， 赵志诚 ， 等． 基于 V B和 P L C的液压支架试验台监 控系统【 J J ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 0 ， 3 1 6 1 9 ． [ 6 】 颜雪娟 ， 李晓雪． P L C和触摸屏控制系统应用于气液压试验 [ J ] ． 机械设计与制造 ， 2 0 0 6 ， 9 7 8 ． 【 7 】 徐承韬 ， 何立源 ， 等． 基于P L C控制 的电磁阀耐久试验系统 设计[ J 】 - 机床与液压， 2 0 1 3 ， 4 1 2 1 0 4 - 1 0 6 ． zzzPsgiolePfrp