CN104047926A - 一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控方法及系统，方法包括以下步骤：步骤1.设置泵站油箱的低液位限位值和极低液位限位值；步骤2.标定泵站正常运行需要最大用油量时油箱液位下降的峰值速度V_max；步骤3.通过液位计实时采集液位信息，并发送给主控系统；步骤4.主控系统根据实时采集液位信息计算实时油箱液位下降速度V；步骤5.主控系统对油箱液位进行分析判断并发出报警警示和控制停泵指令。本发明防止了大量漏油情况的发生，并在油液液位继续下降时，实施必要的停泵控制，最大程度地降低了油液泄漏带来的经济损失和环境污染，并能保护主机的安全和防止运行过程中的突发停机造成的损伤。

Description

一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控方法及系统

技术领域

本发明涉及液压系统泵站和润滑系统泵站油液液位控制技术领域，具体地说是一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控方法及系统。

背景技术

目前，液压系统和润滑系统泵站液位监控使用的液位计包含模拟量和限位开关量两种信号输出形式，可使用其中的一个，也可以同时使用参与实际控制。在液位控制逻辑上，自油箱底部至油箱顶部有效工作液位高度范围内设置有极低液位、低液位、高液位和超高液位4个限位点，用于油泵站强制停泵、报警、正常等液位控制，实现泵站安全、可靠运行的目的。在液位控制上，4个限位点自下而上依次排列设置，极低液位和低液位两个限位点设置在液位计的下部，高液位和超过液位两个限位点设置在液位计的上部，中间间距较大。对油箱加油至高液位限位点以上位置，只要油箱液位在极低液位以上时，就允许系统启泵和运行。当系统发生漏油时，液位开始不断下降。当液位下降至低液位限位点时，开始触发系统报警警示信号。当液位继续下降至极低液位限位点时，为保护泵组吸油不足磨损损坏，开始触发系统异常强制停泵信号。当加油液位超过极低液位限位点时，强制停泵条件解除，系统允许启泵和运行。继续加油，液位超过低液位限位点时，系统报警解除。因报警限位点设置位置较低，当系统开始液位报警时，油箱油液已经泄漏损失掉了50％以上。如果系统报警发现不及时，或者漏油点泄漏量较大，短时间内液位就会下降至停泵液位，此时一箱油液基本上损失掉了80％。

当今，随着科技的不断发展和进步，液压、润滑技术和设备以其独特的优势已经广泛应用于日常生产、生活、娱乐等各个方面，并且日益普遍。而液压、润滑系统漏油问题不可避免，与其应用日益广泛一样，漏油问题普遍存在。泄漏的大量油液不但造成油品的无谓消耗和浪费，而且极易造成环境污染，增加使用和污染治理成本。此外，因漏油未能发现或突发的大量泄漏使油液液位快速下降至超低限位点，触发强制停泵信号，极易导致正在运行的主机突然停机而发生安全或损坏事故。

发明内容

针对上述液位控制存在的泄漏和污染问题，本发明提供了一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控方法及系统，其能够及时检测发现液压、润滑系统发生漏油情况，有效预防和降低液压、润滑系统发生大量漏油带来的经济损失和环境污染。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、设置泵站油箱的低液位限位值和极低液位限位值；

步骤2、标定泵站正常运行需要最大用油量时油箱液位下降的峰值速度V_max，

V_max＝MAX(dΔh1/Δt1，dΔh2/Δt2，dΔh3/Δt3，…，dΔhi/Δti)

其中，Δti为单位时间，Δhi为单位时间Δti内油箱液位高度变化量，d为油箱水平截面面积；

步骤3、通过液位计实时采集液位信息，并发送给主控系统；

步骤4、主控系统根据实时采集液位信息计算实时油箱液位下降速度V；

步骤5、主控系统对油箱液位进行分析判断，如果油箱液位在低液位限位点之上且V大于Vmax达到一定时间则发送漏油预警信息，如果油箱液位降低到低液位限位点则发送漏油报警信息，如果油箱液位降低到极低液位限位点则发送控制停泵指令。

上述方法中，所述低液位限位值对应的低液位限位点设置在泵站最大正常油液需求量变化范围下限位置下方50mm处，所述极低液位限位值对应的极低液位限位点设置在所述低液位限位点下方50～100mm处。

上述方法中，所述液位计采用模拟量液位计或者开关量液位计。

上述方法中，所述的一定时间为10秒。

本发明还提供了一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控系统，包括液位计和主控系统，其特征是，所述主控系统包括数据采集单元、主控单元、计算单元、分析判断单元、存储单元、参数设置单元和通信单元，所述液位计设置在泵站油箱上，所述数据采集单元的输入端与液位计的输出端连接，输出端与主控单元连接，所述主控单元分别与计算单元、分析判断单元、存储单元、参数设置单元和通信单元连接，所述通信单元与泵站控制系统连接。

优选地，所述液位计包括模拟量液位计或者开关量液位计。

进一步地，所述的泵站漏油防控系统还包括分别与数据采集单元的输入端连接的低液位限位开关和极低液位限位开关，所述低液位限位开关设置在泵站最大正常油液需求量变化范围下限位置下方50mm处的液位计上，所述极低液位限位开关设置在所述液位限位开关下方50～100mm处的液位计上。

更进一步地，所述的泵站漏油防控系统还包括与数据采集单元的输入端连接的高液位限位开关，所述高液位限位开关设置在泵站最大正常油液需求量变化范围上限位置上方50mm处的液位计上。

本发明的有益效果是：本发明能够及时检测发现液压系统及润滑系统的泵站漏油情况，并在第一时间进行预警和报警警示，防止了大量漏油情况的发生，并在油液液位继续下降时，实施必要的停泵控制，最大程度地降低了油液泄漏带来的经济损失和环境污染，并能保护主机的安全和防止运行过程中的突发停机造成的损伤。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明所述系统的一种结构示意图；

图3为本发明所述系统的另一种结构示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

如图1所示，本发明的一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控方法，它包括以下步骤：

步骤1、设置泵站油箱的低液位限位值和极低液位限位值；所述低液位限位值对应的低液位限位点设置在泵站最大正常油液需求量变化范围下限位置下方50mm处，所述极低液位限位值对应的极低液位限位点设置在所述低液位限位点下方50～100mm处。

步骤2、标定泵站正常运行需要最大用油量时油箱液位下降的峰值速度V_max，检查确认液压、润滑系统正常无泄漏，使其所有执行机构同时按设计最大速度动作，其所需要的油液量为最大油液需求量，通过单位时间Δti内油箱液位计检测的液位高度变化量Δhi，

V_max＝MAX(dΔh1/Δt1，dΔh2/Δt2，dΔh3/Δt3，…，dΔhi/Δti)其中，Δti为单位时间，Δhi为单位时间Δti内油箱液位高度变化量，d为油箱水平截面面积。泵站正常运行需要最大用油量可根据系统中所有执行机构按设计最大速度同时动作进行实际标定测定，并根据执行机构使用情况进行定期和随时测定，也可根据理论设计计算设定。

步骤3、通过液位计实时采集液位信息，并发送给主控系统；所述液位计采用模拟量液位计或者开关量液位计。

步骤4、主控系统根据实时采集液位信息计算实时油箱液位下降速度V；模拟量液位计采集液位信号发送给主控系统，主控系统计算液油箱液位高度变化对应的下降速度V。

步骤5、主控系统对油箱液位进行分析判断，如果油箱液位在低液位限位点之上且V大于V_max达到一定时间(一般设置为10秒)则向泵站控制系统发送漏油预警信息，如果油箱液位降低到低液位限位点则向泵站控制系统发送漏油报警信息，如果油箱液位降低到极低液位限位点则向泵站控制系统发送控制停泵指令。泵站控制系统根据主控系统发来的信息启动相应的程序：当油液液位未降至低液位限位点，油箱液位下降速度V大于泵站正常运行需要最大用油量时油箱液位下降的峰值速度V_max，泵站控制系统启动漏油预警警示程序；当油液液位降至低液位限位点，泵站控制系统启动漏油报警警示程序；当油液液位降至极低液位限位点，泵站控制系统启动控制停泵程序。

本申请中所述的一定时间段为V>V_max的持续时间，一般设置为10s，防止时间过短伪信号干扰系统正常运行和时间过长增加漏油损失。

本申请中的控制停泵程序不是直接强制停泵控制，而是控制主机在设定时间内实施并完成必要的应急安全操作后再停泵，保障主机的安全和免受运转过程中突发停机而导致的损伤。

如图2所示，本发明的一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控系统，包括液位计和主控系统，所述液位计采用模拟量液位计或者开关量液位计，所述主控系统包括数据采集单元、主控单元、计算单元、分析判断单元、存储单元、参数设置单元和通信单元，所述液位计设置在泵站油箱上，所述数据采集单元的输入端与液位计的输出端连接，输出端与主控单元连接，所述主控单元分别与计算单元、分析判断单元、存储单元、参数设置单元和通信单元连接，所述通信单元与泵站控制系统连接。

如图3所示，作为进一步方案，本发明所述的泵站漏油防控系统，还包括分别与数据采集单元的输入端连接的低液位限位开关、极低液位限位开关和高液位限位开关，所述低液位限位开关设置在泵站最大正常油液需求量变化范围下限位置下方50mm处的液位计上，所述极低液位限位开关设置在所述液位限位开关下方50～100mm处的液位计上，所述高液位限位开关设置在泵站最大正常油液需求量变化范围上限位置上方50mm处的液位计上。通过上述各种限位开关直接获取低液位报警限位点和极低液位停泵限位点，避免了由于主控系统设定参数错误而导致的不能进行报警警示和停泵控制现象的发生，有效确保了主机的安全运行和防止运行过程中的突发停机造成的损伤。

对于具有模拟信号功能的液位计，通过主控系统(主控系统可以直接利用泵站PLC控制系统来代替)计算液位计采集到的液位高度变化对应的下降速度，并计算系统中所有执行机构同时动作所对应最大用油量时的正常最大液位下降速度，对两者进行时时监控比较分析。同时，根据系统正常情况下最大油液需求量变化对应的油箱油液液位高度变化位置，设定低液位限位点(值)和极低液位限位点(值)进行报警警示和停泵控制。和现有技术相比，低液位限位点和极低液位限位点不再是对应油箱的底部位置，而是对应油箱上部实际控制油位正常变化下限的稍偏下位置，两者在高度位置上大幅提高。液位下降速度能够时时监控液位下降的变化趋势，判断系统是否发生漏油而及早发出预警警示；位置大幅提高的低液位限位点和极低液位限位点，紧邻正常变化液位下方，能够及早发出报警警示和停泵控制指令，从而有效预防和控制系统漏油量，降低大量漏油浪费损失和环境污染。

本发明可直接利用液压、润滑泵站现有的PLC控制系统作为主控系统，并结合原有的液位计进行应用实施，而不需要新增设备。

本发明的主控系统与泵站PLC系统共用，是控制的核心，一方面与液位计进行通讯，计算油液液位下降速度，与泵站系统最大需油液位下降速度进行时时比较，一方面根据油液液位变化位置发出系统预警、报警和控制停泵指令，并与液压、润滑系统服务的主体设备进行通讯，当发出报警指令和停泵指令时，通知实施应急安全操作。此外，完善的PLC控制还需要有针对不同大小的液压、润滑系统和油箱进行最大供油流量和速递标定控制计算，以便能够和实际运行实现和谐匹配控制。

与现有技术相比，本发明是在当前漏油普遍存在并不可避免的情况下，通过及时检测液压系统及润滑系统的泵站漏油情况，并在第一时间进行预警和报警警示，防止了大量漏油情况的发生，并在油液液位继续下降时，实施必要的停泵控制，最大程度地降低了油液泄漏带来的经济损失和环境污染，并能保护主机的安全和防止运行过程中的突发停机造成的损伤。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、设置泵站油箱的低液位限位值和极低液位限位值；

步骤2、标定泵站正常运行需要最大用油量时油箱液位下降的峰值速度V_max，

V_max＝MAX(dΔh₁/Δt₁，dΔh₂/Δt₂，dΔh₃/Δt₃，…，dΔh_i/Δt_i)

其中，Δt_i为单位时间，Δh_i为单位时间Δt_i内油箱液位高度变化量，d为油箱水平截面面积；

步骤3、通过液位计实时采集液位信息，并发送给主控系统；

步骤4、主控系统根据实时采集液位信息计算实时油箱液位下降速度V；

步骤5、主控系统对油箱液位进行分析判断，如果油箱液位在低液位限位点之上且V大于V_max达到一定时间则发送漏油预警信息，如果油箱液位降低到低液位限位点则发送漏油报警信息，如果油箱液位降低到极低液位限位点则发送控制停泵指令。

2.根据权利要求1所述的一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控方法，其特征是，所述低液位限位值对应的低液位限位点设置在泵站最大正常油液需求量变化范围下限位置下方50mm处，所述极低液位限位值对应的极低液位限位点设置在所述低液位限位点下方50～100mm处。

3.根据权利要求1所述的一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控方法，其特征是，所述液位计包括模拟量液位计或者开关量液位计。

4.根据权利要求1所述的一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控方法，其特征是，所述的一定时间为10秒。

5.一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控系统，包括液位计和主控系统，其特征是，所述主控系统包括数据采集单元、主控单元、计算单元、分析判断单元、存储单元、参数设置单元和通信单元，所述液位计设置在泵站油箱上，所述数据采集单元的输入端与液位计的输出端连接，输出端与主控单元连接，所述主控单元分别与计算单元、分析判断单元、存储单元、参数设置单元和通信单元连接，所述通信单元与泵站控制系统连接。

6.根据权利要求5所述的一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控系统，其特征是，所述液位计包括模拟量液位计或者开关量液位计。

7.根据权利要求5或6所述的一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控系统，其特征是，还包括分别与数据采集单元的输入端连接的低液位限位开关和极低液位限位开关，所述低液位限位开关设置在泵站最大正常油液需求量变化范围下限位置下方50mm处的液位计上，所述极低液位限位开关设置在所述液位限位开关下方50～100mm处的液位计上。

8.根据权利要求7所述的一种液压系统及润滑系统的泵站漏油防控系统，其特征是，还包括与数据采集单元的输入端连接的高液位限位开关，所述高液位限位开关设置在泵站最大正常油液需求量变化范围上限位置上方50mm处的液位计上。