[发明专利]一种大型卷板机液压马达故障在线实时监测方法和装置

权利要求书

1.一种大型卷板机液压马达传动故障在线实时监测方法，其特征在于：

包括液压传动部分和微控部分并按照以下步骤进行监测：

所述的液压传动部分包括多组高压油泵（5）及其油泵电机（4）、电磁溢流阀（7）和液压马达（20），二通插装阀（9、10、11、12）及管路；由多台油泵电机（4）分别驱动多台高压油泵（5），由电磁溢流阀（7）建立压力后进行合流，然后由二通插装阀同时连接多台液压马达（20）进出油口，二通插装阀的动作改变液压油的流向，从而完成液压马达（20）旋向的变化；

所述的微控部分包括工控机、PLC、压力传感器（13a、13b）和在每台液压马达（20）的进出油口A和B的油路上安装的双向流量检测仪（14）及外围电路；工控机用于界面显示和参数的设定，由压力传感器对液压马达进出油口A和B压力变化信号进行实时检测并传给PLC，双向流量监测仪将检测到的液压油流量信号也传给PLC，PLC对信号采集处理后传给工控机，工控机与PLC通过通讯的方式进行信息传输；

液压马达传动故障在线实时监测步骤：由所述的压力传感器检测到的压力和双向流量检测仪检测到的流量转化为电流信号输出到PLC的模拟量采集模块进行计算处理；然后将检测到的流量和压力参数实时上传给工控机，与工控机中建立的数据库里面的标准参数值进行比较，判断液压马达工作状态是否正常，判断为正常时继续运行，判断为故障时自动报警并停止运行。

2.根据权利要求1所述的大型卷板机液压马达传动故障在线实时监测方法，其特征在于：液压传动部分结构为：

四台油泵电机（4）和高压油泵（5）直联，高压油泵(5)的吸油口通过避震喉(3)、高压球阀(2)的管路与油箱(1)联接；管路过滤器(6)通过管路联接高压油泵(5)和油路块(18a)；油路块(18a)有油路通道和螺纹孔，通过螺钉在平面固定有电磁溢流阀（7）和单向阀（8）； 油路块（18a）和油路块（18b）通过管路联接；

油路块（18b）有油路通道和螺纹孔，用于液压油的流通和阀件的安装；在两侧对称面各有2个内孔，二通插装阀（9、10、11、12）的阀芯插接在油路块（18b）的内孔中；压力传感器（13a）和（13b）与油路块（18b）螺纹联接；

双向流量检测仪（14）通过管路联接油路块（18b）和油路块（18c）；油路块（18c）有油路通道和螺纹孔，平衡阀（15）、溢流阀（16、17）通过螺钉固定在其平面上；

液压马达（20）进出油口A、B通过管路联接油路块（18c）；其泄油口T通过管路联接油箱（1）；

油路联通关系：启动油泵电机（4），高压油泵（5）的出油口的液压油经过管路过滤器（6）过滤，在电磁溢流阀（7）不得电时，液压油通过电磁溢流阀（7）流回油箱（1）；在电磁溢流阀（7）得电工作时，液压油通过单向阀（8a、8b、8c、8d）同时流进油路块（18b）；当二通插装阀（10）和（11）通电工作时，液压油通过二通插装阀（10）流出进入液压马达，由液压马达的出油口经过二通插装阀（11）流回进入油箱（1），压力传感器（13a）实时检测液压马达进油口的压力的变化，同时压力传感器（13b）实时检测液压马达出油口的压力的变化；这时四台液压马达同时正转；反之，当二通插装阀（9）和（12）得电工作时，液压油通过二通插装阀（12）流出进入液压马达，由液压马达的出油口经过二通插装阀（9）流回进入油箱（1），这时四台液压马达同时反转；在油路块（18b）的进出油口和油路块（18c）相联接的管路上安装有双向流量检测仪（14.a、14.b、14.c、14.d、14.e、14.f、14.g、14.h）；当液压马达（20.a）正转时，双向流量检测仪（14.b）检测液压马达（20.a）进口的流量，双向流量检测仪（14.a）检测液压（20.a）出口的流量；其它的三台液压马达（20.b、20.c、20.d）的流量检测方法同液压马达（20.a）一样，正转时，双向流量检测仪（14.d、14.f、14.h） 检测液压马达（20.b、20.c、20.d）进口的流量，反转时，双向流量检测仪（14.c、14.e、14.g ）检测液压马达（18.b、18.c、18.d）进口的流量，8台双向流量检测仪输出电信号为4～20mA的电流信号；当液压马达工作时平衡阀（15.a、15.b、15.c、15.d、15.e、15.f、15.g、15.h）的开启压力很低，利于液压油的流动，减小液压系统的压力损失；当液压马达不工作时，平衡阀对液压马达的出油口进行关闭，利于液压马达旋转后制动时的精确定位；在平衡阀和液压马达之间安装有双向溢流阀（16.a、16.b、16.c、16.d、17.a、17.b、17.c、17.d），它的作用是在启动液压马达停止旋转后迅速予以制动；

液压马达的工作时液压油流向及故障信号采集：启动油泵电机，再启动液压马达正转，这时电磁溢流阀（7.a、7.b、7.c、7.d）得电，高压液压油通过单向阀（8.a、8.b、8.c、8.d）进入油路块（18b），二通插装阀（10、11）也导通；液压马达（20.a）的液压油流通顺序为：二通插装阀（10）→双向流量检测仪（14.b）→平衡阀（15.b）→液压马达（20.a）→平衡阀（15.a）→双向流量检测仪（14.a）→二通插装阀（11）→油箱（1）；在液压油流过双向流量检测仪（14.b）和（14.a）时，双向流量检测仪和压力传感器都发出一个4～20 mA的电流信号；其余的液压马达工作过程同上；当液压油流量达到双向流量检测仪的最大流量时，双向流量检测仪输出为20 mA电流信号，流量的变化和双向流量检测仪输出的电流信号是一个线性的变化关系，实时地监测流过每台液压马达的实时流量和压力的变化，通过流量和压力的变化实时监测到每台液压马达是否出现故障。

3.根据权利要求1所述的大型卷板机液压马达传动故障在线实时监测方法，其特征在于：微控部分电气控制系统结构为：液压马达（20.a）的进出口A、B连接的双向流量检测仪（14 .a、14.b） 发出的电流信号分别为（L14.a 、L14.b）；液压马达（18.b、18.c、18.d）的A、B进出口连接的双向流量检测仪发出的电流信号分别为（L14.c 、L14.d、L14.e 、L14.f、L14.g 、L14.h）；压力传感器（13a、13b）同样也发出4～20 mA的电流信号（Y13a、Y13b）；双向流量检测仪和压力传感器发出的电流信号连接在PLC模拟量采集块——S7-200-EM231，经过PLC 的CPU 的处理后，再上传给上位机——工控机进行处理和显示，同时在上位机——工业工控机进行系统参数的设置，并将设置的参数下传给PLC；电气信号传递和控制关系为：当每个液压马达正转都正常工作时，这时连接在液压马达的进油口B管路的双向流量检测仪输出的电流信号（L14.b、L14.d、L14.f、L14.h）是一个固定值,当液压马达反转时，连接在液压马达的进油口A管路的双向流量检测仪输出的电流信号（ L14.a 、L14.c 、L14.e 、L14.g）也是一个固定值；同时压力信号在负载相同的情况下也是一个固定值；把这些值作为一个标准的参考值，建立一个数据库保存在工控机里面；在工作时与液压马达实时工作状态下的流量、压力进行比较。

4.一种大型卷板机液压马达传动故障在线实时监测装置，包括液压传动部分和微控部分，其特征在于：液压传动部分结构为：

四台油泵电机（4）和高压油泵（5）直联，高压油泵(5)的吸油口通过避震喉(3)、高压球阀(2)的管路与油箱(1)联接；管路过滤器(6)通过管路联接高压油泵(5)和油路块(18a)；油路块(18a)有油路通道和螺纹孔，通过螺钉在平面固定有电磁溢流阀（7）和单向阀（8）； 油路块（18a）和油路块（18b）通过管路联接；

油路块（18b）有油路通道和螺纹孔，用于液压油的流通和阀件的安装；在两侧对称面各有2个内孔，二通插装阀（9、10、11、12）的阀芯插接在油路块（18b）的内孔中；压力传感器（13a）和（13b）与油路块（18b）螺纹联接；

双向流量检测仪（14）通过管路联接油路块（18b）和油路块（18c）；油路块（18c）有油路通道和螺纹孔，平衡阀（15）、溢流阀（16、17）通过螺钉固定在其平面上；

液压马达（20）进出油口A、B通过管路联接油路块（18c）；其泄油口T通过管路联接油箱（1）；

油路联通关系：启动油泵电机（4），高压油泵（5）的出油口的液压油经过管路过滤器（6）过滤，在电磁溢流阀（7）不得电时，液压油通过电磁溢流阀（7）流回油箱（1）；在电磁溢流阀（7）得电工作时，液压油通过单向阀（8a、8b、8c、8d）同时流进油路块（18b）；当二通插装阀（10）和（11）通电工作时，液压油通过二通插装阀（10）流出进入液压马达，由液压马达的出油口经过二通插装阀（11）流回进入油箱（1），压力传感器（13a）实时检测液压马达进油口的压力的变化，同时压力传感器（13b）实时检测液压马达出油口的压力的变化；这时四台液压马达同时正转；反之，当二通插装阀（9）和（12）得电工作时，液压油通过二通插装阀（12）流出进入液压马达，由液压马达的出油口经过二通插装阀（9）流回进入油箱（1），这时四台液压马达同时反转；在油路块（18b）的进出油口和油路块（18c）相联接的管路上安装有双向流量检测仪（14.a、14.b、14.c、14.d、14.e、14.f、14.g、14.h）；当液压马达（20.a）正转时，双向流量检测仪（14.b）检测液压马达（20.a）进口的流量，双向流量检测仪（14.a）检测液压（20.a）出口的流量；其它的三台液压马达（20.b、20.c、20.d）的流量检测方法同液压马达（20.a）一样，正转时，双向流量检测仪（14.d、14.f、14.h） 检测液压马达（20.b、20.c、20.d）进口的流量，反转时，双向流量检测仪（14.c、14.e、14.g ）检测液压马达（18.b、18.c、18.d）进口的流量，8台双向流量检测仪输出电信号为4～20mA的电流信号；当液压马达工作时平衡阀（15.a、15.b、15.c、15.d、15.e、15.f、15.g、15.h）的开启压力很低，利于液压油的流动，减小液压系统的压力损失；当液压马达不工作时，平衡阀对液压马达的出油口进行关闭，利于液压马达旋转后制动时的精确定位；在平衡阀和液压马达之间安装有双向溢流阀（16.a、16.b、16.c、16.d、17.a、17.b、17.c、17.d），它的作用是在启动液压马达停止旋转后迅速予以制动；

液压马达的工作时液压油流向及故障信号采集：启动油泵电机，再启动液压马达正转，这时电磁溢流阀（7.a、7.b、7.c、7.d）得电，高压液压油通过单向阀（8.a、8.b、8.c、8.d）进入油路块（18b），二通插装阀（10、11）也导通；液压马达（20.a）的液压油流通顺序为：二通插装阀（10）→双向流量检测仪（14.b）→平衡阀（15.b）→液压马达（20.a）→平衡阀（15.a）→双向流量检测仪（14.a）→二通插装阀（11）→油箱（1）；在液压油流过双向流量检测仪（14.b）和（14.a）时，双向流量检测仪和压力传感器都发出一个4～20 mA的电流信号；其余的液压马达工作过程同上；当液压油流量达到双向流量检测仪的最大流量时，双向流量检测仪输出为20 mA电流信号，流量的变化和双向流量检测仪输出的电流信号是一个线性的变化关系，实时地监测流过每台液压马达的实时流量和压力的变化，通过流量和压力的变化实时监测到每台液压马达是否出现故障。

微控部分电气控制系统结构为：液压马达（20.a）的进出口A、B连接的双向流量检测仪（14 .a、14.b） 发出的电流信号分别为（L14.a 、L14.b）；液压马达（18.b、18.c、18.d）的A、B进出口连接的双向流量检测仪发出的电流信号分别为（L14.c 、L14.d、L14.e 、L14.f、L14.g 、L14.h）；压力传感器（13a、13b）同样也发出4～20 mA的电流信号（Y13a、Y13b）；双向流量检测仪和压力传感器发出的电流信号连接在PLC模拟量采集块——S7-200-EM231，经过PLC 的CPU 的处理后，再上传给上位机——工控机进行处理和显示，同时在上位机——工业工控机进行系统参数的设置，并将设置的参数下传给PLC；电气信号传递和控制关系为：当每个液压马达正转都正常工作时，这时连接在液压马达的进油口B管路的双向流量检测仪输出的电流信号（L14.b、L14.d、L14.f、L14.h）是一个固定值,当液压马达反转时，连接在液压马达的进油口A管路的双向流量检测仪输出的电流信号（ L14.a 、L14.c 、L14.e 、L14.g）也是一个固定值；同时压力信号在负载相同的情况下也是一个固定值；把这些值作为一个标准的参考值，建立一个数据库保存在工控机里面；在工作时与液压马达实时工作状态下的流量、压力进行比较。