機(jī)電液一體化知識(shí)在設(shè)備管理和故障診斷中的應(yīng)用

張海濱

【摘 要】本文通過對(duì)機(jī)電液一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行簡要的介紹，主要論述了機(jī)電液一體化知識(shí)在設(shè)備管理和故障診斷中的實(shí)際應(yīng)用，以供相關(guān)人士參考。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電液一體化；設(shè)備管理；故障診斷；實(shí)際應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，工程機(jī)械設(shè)備的機(jī)械化也逐漸的和現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)相結(jié)合，從而促進(jìn)了我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。目前，在工業(yè)發(fā)展過程中，許多的工業(yè)都將多功能自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用在設(shè)備中，使得我國的工業(yè)得到有效的發(fā)展。而機(jī)電液一體化知識(shí)的運(yùn)用可以給機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)和維修提供了相關(guān)的依據(jù)，這樣不僅可根據(jù)施工工藝和施工現(xiàn)場的要求，對(duì)機(jī)械設(shè)備選取和電子系統(tǒng)元件的設(shè)計(jì)，以便于對(duì)機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改造。機(jī)電液一體化知識(shí)是對(duì)機(jī)械設(shè)備的電氣、電子以及液壓系統(tǒng)的綜合性分析，再通過機(jī)械設(shè)備監(jiān)管設(shè)施，對(duì)機(jī)械設(shè)備的各個(gè)方面進(jìn)行檢測和控制，保障機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行，從而提高設(shè)備的使用效率。

1.豎式預(yù)熱器結(jié)構(gòu)和工作原理

豎式預(yù)熱器是機(jī)電液一體化設(shè)備中的一種，通過機(jī)電液一體化知識(shí)的應(yīng)用，主要是將設(shè)備系統(tǒng)中的電氣和液壓系統(tǒng)進(jìn)行原理分析，從而對(duì)其設(shè)備中存在的故障進(jìn)行快速的定位查找，為工業(yè)生產(chǎn)提供良好的條件。

1.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

目前，在鋼廠煉鋼的過程中，人們主要通過豎式預(yù)熱器對(duì)活性石灰進(jìn)行生產(chǎn)。其中豎式預(yù)熱器主要是由料倉、液壓站、現(xiàn)場控制柜、液壓推桿等結(jié)構(gòu)部件組合而成的。它在鋼廠煉鋼的過程中，主要是用把預(yù)熱器料倉中的石灰石原材料運(yùn)送到預(yù)熱倉中，再通過一定的溫度將材料進(jìn)行加入，從而使得石灰石材料在進(jìn)行物料預(yù)熱，讓材料才、當(dāng)中的部分物質(zhì)出現(xiàn)分解，然后通過液壓推桿的作用力將其材料推送到回轉(zhuǎn)窖當(dāng)中進(jìn)行煅燒，從而形成鋼廠煉鋼過程中所需要的活性石灰。機(jī)械設(shè)備和傳統(tǒng)的施工工藝相比，豎式預(yù)熱器的生產(chǎn)工業(yè)更加簡便，而且在生產(chǎn)過程中提高了能源的利用率，從而有效的降低了活性石灰的生產(chǎn)成本。

1.2工作原理

這種設(shè)備系統(tǒng)比較復(fù)雜，它在生產(chǎn)過程中主要是通過8個(gè)液壓推桿進(jìn)行有規(guī)律的循環(huán)作業(yè)施工，而且在液壓推桿運(yùn)作的時(shí)候，還要采用PLC控制柜對(duì)其進(jìn)行有效的控制，從而提高豎式預(yù)熱器的生產(chǎn)效率。

在豎式預(yù)熱器中的PLC控制柜中具有一個(gè)選擇性的控制開關(guān)，它可以的現(xiàn)場和PLC進(jìn)行選擇性的控制。當(dāng)對(duì)現(xiàn)在進(jìn)行控制的時(shí)候，豎式預(yù)熱器中的現(xiàn)場控制箱就對(duì)液壓張和液壓推桿的工作進(jìn)行有效的控制。而當(dāng)打開的是PLC控制柜的話，PLC控制柜就要對(duì)液壓張和液壓推桿進(jìn)行有效的控制，這中對(duì)功能的控制方法，有著很強(qiáng)的容錯(cuò)性，當(dāng)現(xiàn)場控制箱出現(xiàn)故障的時(shí)候，我們就可以通過選擇控制開關(guān)對(duì)PLC控制柜進(jìn)行控制，從而保障液壓站和液壓推桿進(jìn)行正常的工程。有效的減少了機(jī)械設(shè)備的停運(yùn)時(shí)間，降低因機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障給工業(yè)生產(chǎn)帶來的影響。

推桿液壓站的工作原理是：柱塞泵從油箱中將油液抽出并經(jīng)濾油器和電磁溢流閥后輸送到單向閥，電磁溢流閥電磁鐵在通電情況下，油液經(jīng)電磁溢流閥回到油箱，系統(tǒng)處于卸荷狀態(tài)。電磁溢流閥電磁鐵在油泵電機(jī)啟動(dòng)約3s后斷電，壓力油經(jīng)過高壓球閥后到達(dá)電磁換向閥。電磁換向閥共有八組，分別依次控制著八組液壓推桿油缸。每組電液換向閥都疊加有雙單向節(jié)流閥，通過調(diào)節(jié)雙單向節(jié)流閥兩側(cè)的調(diào)節(jié)螺釘，可調(diào)節(jié)油缸的速度。電磁換向閥帶有雙電磁鐵，通過電磁鐵的通、斷電可控制油缸的前進(jìn)或后退。

2.預(yù)熱器功能設(shè)計(jì)和故障判斷

在生產(chǎn)過程中需要根據(jù)回轉(zhuǎn)窯的工作狀況調(diào)整預(yù)熱器的推料量和計(jì)算出當(dāng)班生產(chǎn)的總推料量，以便進(jìn)行投入和產(chǎn)出和能源使用效率的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析。由于推桿單次推料量可以根據(jù)推桿運(yùn)動(dòng)的行程和經(jīng)驗(yàn)大致算出，因此在生產(chǎn)過程中更關(guān)注的是推桿間隔時(shí)間和當(dāng)班生產(chǎn)推桿總動(dòng)作次數(shù)以及交接班清零按鈕。推桿液壓站需要對(duì)油泵電機(jī)、油溫、油壓、油箱油位、濾油器堵塞、冷卻水進(jìn)口溫度、冷卻水出口溫度和壓力等綜合控制和顯示，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。

在上位機(jī)監(jiān)控畫面或者DCS監(jiān)控畫面中可以根據(jù)上述的需求設(shè)計(jì)推桿間隔時(shí)間輸入框、當(dāng)班生產(chǎn)推桿總動(dòng)作次數(shù)顯示框和交接班清零按鈕。為輸入的十進(jìn)制推桿間隔時(shí)間通過編寫的PLC程序轉(zhuǎn)化為時(shí)間格式和推桿啟動(dòng)后間隔時(shí)間計(jì)時(shí)和剩余時(shí)間以及當(dāng)班生產(chǎn)推桿次數(shù)累計(jì)以及交接班清零程序日1?？梢愿鶕?jù)實(shí)際生產(chǎn)情況靈活的進(jìn)行預(yù)熱器系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)，可以根據(jù)現(xiàn)場工作狀況進(jìn)行設(shè)備功能的設(shè)計(jì)或者升級(jí)改造。

在上位機(jī)監(jiān)控畫面或者DCS監(jiān)控畫面中可以直接觀察到各個(gè)推桿的動(dòng)作情況，前進(jìn)或后退過程中相應(yīng)箭頭指示前進(jìn)或者后退動(dòng)作，前進(jìn)或者后退到位，相應(yīng)指示燈變綠。如果過程中沒有到位，相應(yīng)的指示燈以紅色顯示。超過間隔時(shí)間后，下一個(gè)推桿開始動(dòng)作。從而把動(dòng)作故障的推桿隔離出大循環(huán)中。操作人員根據(jù)相應(yīng)的指示燈提示，可以快速判斷出故障的位置，通知維修人員進(jìn)行處理。當(dāng)液壓推桿發(fā)生故障檢修時(shí)，在液壓推桿旁推桿箱上將自動(dòng)或者手動(dòng)選擇開關(guān)打到手動(dòng)，液壓推桿退出自動(dòng)工作狀態(tài)，不受PLC控制按順序、時(shí)間循環(huán)工作停止。手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)或一直按動(dòng)前進(jìn)或后退按鈕（按鈕和燈一體），前進(jìn)或后退電磁閥的電閉合。液壓推桿前進(jìn)或后退碰到限位開關(guān)時(shí)，限位開關(guān)常開接點(diǎn)動(dòng)作，按鈕上燈亮。同時(shí)限位開關(guān)常閉接點(diǎn)動(dòng)作斷開按鈕回路，電磁閥失電斷開，液壓推桿前進(jìn)或后退停。檢修完畢，維修人員將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到自動(dòng)工作，被分離出去的推桿將返回到循環(huán)中。

推桿液壓站的油溫、油壓、油箱油位、冷卻水進(jìn)口溫度、冷卻水出口溫度和壓力根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況只需在上位機(jī)監(jiān)控畫面或者DCS監(jiān)控畫面進(jìn)行綜合保護(hù)動(dòng)態(tài)顯示監(jiān)控。根據(jù)監(jiān)控的這些參數(shù)可以直觀和及時(shí)的反映出系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況。根據(jù)監(jiān)控的參數(shù)和液壓系統(tǒng)的原理圖可以方便的判斷和排除故障，如果使用非冷卻塔強(qiáng)制循環(huán)冷卻水，在油箱溫度升高時(shí)，應(yīng)注意觀察冷卻水的流量和溫度的變化，發(fā)現(xiàn)溫度升高要及時(shí)排查冷卻水的進(jìn)回水溫度和壓力變化情況。如果觀察某一個(gè)推桿動(dòng)作前進(jìn)或者后退速度慢，在排除推桿與料倉壁的硬機(jī)械摩擦后，應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖分析定位然后調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥，使推桿運(yùn)動(dòng)速度順暢和平穩(wěn)。如果觀察系統(tǒng)油壓突然降低，應(yīng)該檢查系統(tǒng)是否管路泄漏，出現(xiàn)泄壓。

運(yùn)用機(jī)電一體化綜合知識(shí)，在實(shí)際生產(chǎn)過程中既可以根據(jù)工作需要進(jìn)行系統(tǒng)的功能升級(jí)或者改造，又可以根據(jù)系統(tǒng)分析快速判斷故障位置，為快速維修提供支撐，使得設(shè)備的管理很順利從定期維修向預(yù)知維修轉(zhuǎn)變，不僅節(jié)省了維修時(shí)間和降低企業(yè)生產(chǎn)成本，而且能取得更高的社會(huì)效益。

3.結(jié)束語

由此可見，機(jī)電液一體化知識(shí)在設(shè)備管理和故障診斷中應(yīng)用的十分廣泛，它不但有效的提高了設(shè)備的工作效率，還有效的對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行了維修和養(yǎng)護(hù)，有利于工業(yè)的發(fā)展。目前，在我國這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來越廣，它不但促進(jìn)了我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還有效的提高了人們的生活品質(zhì)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]蔣朝陽，歐陽一鳴.基于PLC信息的故障診斷系統(tǒng)[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2008（02）.

[2]梁玉.狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷在煤礦機(jī)械上的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2007（09）.