CN105571846B - 一种便携式电液比例阀故障诊断仪 - Google Patents

一种便携式电液比例阀故障诊断仪 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种便携式电液比例阀故障诊断仪包括箱体以及设置在箱体内的测试装置。测试装置包括操作台、电源单元、电流信号型测试单元、电流信号型测试单元、电压信号型测试单元、PWM信号型测试单元和使能开关组。电流信号型测试单元、电压信号型测试单元、PWM信号型测试单元分别与电源单元的输出端以及使能开关组相连接。操作台上设置有供连接电液比例阀的电流信号接口装置、电压信号接口装置和PWM信号接口装置，以及供连接外部编程器的数据通信接口。该便携式电液比例阀故障诊断仪方便携带至各种设备现场、能够快速识别是否为电液比例阀故障，并且还能作为电液比例阀的信号发生器使用。

Description

一种便携式电液比例阀故障诊断仪
技术领域
本发明涉及一种应用于生产现场的便携式电液比例阀故障诊断仪。
背景技术
目前，由于电液比例阀能与电子控制装置组合在一起，则相应的可以方便对各种电信号进行处理，实现复杂的控制功能。同时它又具有抗污染、低成本以及响应快的特点，在冶金、机械制造等诸多行业液压控制设备上得以广泛应用。正因为电液比例阀广泛使用且技术难度高，故有效地监控电液比例阀的工作状态，快速地辨识和处理电液比例阀故障，是对电液比例阀所采用设备稳定运营的有力保证。
应用电液比例阀的设备大多功能复杂，装置数量多，自动化程度高且与电气控制系统结合紧密。如授权公告号为CN101566530B(申请号为200910039345.7)的中国发明专利《一种可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀测试系统》，以及公开号为CN1702007A(申请号为200510040235.4)的中国发明专利申请《车辆四轮独立转向机构及其控制方法》，其中公开的方案中均使用了电液比例阀以实现系统的控制，但是这种应有电液比例阀的设备一旦发生故障，判断故障是否为电液比例阀异常导致的时，因受电气元器件异常、控制程序联锁条件复杂、机械与电气专业间技术差异大等多种因素的干扰，会给故障原因查找带来极大地难度大，并导致故障处理时间加长，给生产企业带来巨大的经济损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能够方便携带至各种设备现场、能够快速识别是否为电液比例阀故障，并且还能作为电液比例阀的信号发生器的便携式电液比例阀故障诊断仪。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种便携式电液比例阀故障诊断仪，其特征在于：包括箱体以及设置在所述箱体内的测试装置，所述测试装置具有一操作台；
所述测试装置还包括有：
电源单元，所述电源单元具有一供接外部电源线连接的电源接头，所述电源接头串联连接一电源开关以控制电源单元的连接和断开；
电流信号型测试单元，与所述电源单元的输出端相连接，用于实现电流信号的连续可调输出；所述操作台上设置有与所述电流信号型测试单元的输出端相连接的电流信号接口装置以供连接电液比例阀；
电压信号型测试单元，与所述电源单元的输出端相连接，用于实现电压信号的连续可调输出；所述操作台上设置有与所述电压信号型测试单元的输出端相连接的电压信号接口装置以供连接电液比例阀；
PWM信号型测试单元，分别与所述电源单元的输出端和电压信号型测试单元的输出端相连接，用于实现PWM信号的连续可调输出；所述操作台上设置有与所述PWM信号型测试单元的输出端相连接的PWM信号接口装置以供连接电液比例阀，所述操作台上还设置有与所述PWM信号型测试单元的输出端相连接的数据通信接口以供连接外部编程器，进而调整所述PWM信号型测试单元的工作参数；
使能开关组，设置在所述操作台上，包括分别连接在电源单元的输出端和电流信号接口装置之间、电源单元的输出端和电压信号接口装置之间、电源单元的输出端和PWM信号型测试单元之间的使能开关。
进一步地，所述电源单元包括与电源接头相连接的电源适配器、与所述电源适配器相连接的充电电源、与所述充电电源相连接的电源电压调节器，所述电源电压调节器设置在所述操作台上，所述操作台上设置有与所述电源电压调节器的输出端相连接的电源接线柱。
进一步地，所述电源电压调节器的输出端并联连接有电源电压表，所述电源电压调节器的输出端串联连接有电源电流表，所述电源电压表和电源电流表设置在所述操作台上以分别显示所述电源的供电电压和供电电流。
进一步地，所述电流信号型测试单元包括有与所述电源单元输出端相连接的电流信号发生器，以及与所述电流信号发生器相连接的电流信号调节电位器，所述电流信号调节电位器设置在所述操作台上。
为了提高其普适性，所述便携式电液比例阀故障诊断仪包括有至少两组能够分别产生不同阈值范围电流信号的电流信号型测试单元。
方便地，所述电流信号发生器的输出端串联连接有能够显示电流信号发生器输出电流大小的信号电流表，所述信号电流表设置在所述操作台上。
进一步地，所述电压信号型测试单元包括有与所述电源单元输出端相连接的电压信号发生器、以及与所述电压信号发生器相连接的电压信号调节电位器，所述电压信号调节电位器设置在所述操作台上。
方便地，所述电压信号发生器的输出端并联连接有能够显示电压信号发生器输出电压大小的信号电压表，所述信号电压表设置在所述操作台上。
优选地，所述PWM信号型测试单元为PWD型的信号放大器，所述PWM信号接口装置包括至少两组并联连接在所述PWD型的信号放大器输出端的PWM信号接线柱。
可选择地，所述电流信号接口装置包括并联连接在所述电流信号型测试单元输出端的电流信号接线柱和电流型比例阀插头，所述电流信号接线柱内置有极性切换开关；，所述电流信号接线柱和电流型比例阀插头均与连接在电流信号接口装置上的使能开关相连接；所述电压信号接口装置包括并联连接在所述电压信号型测试单元输出端的电压信号接线柱和电压型比例阀插头，所述电压信号接线柱和电压型比例阀插头均匀连接在电压信号接口装置上的使能开关相连接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：该便携式电液比例阀故障诊断仪可以方便携带至现场使用，提升了其现场适应性，携带、使用非常方便。针对现场电液比例阀种类烦多，所需工作信号多样，该便携式电液比例阀故障诊断仪集成了电流、电压、PWM等信号的连续可调输出，极大地增强了其适用性。通过该便携式电液比例阀故障诊断仪进行现场电液比例阀故障诊断，实现了快速辨识是电液比例阀故障还是电气控制故障的处理能力，减少了电液比例阀故障处理的时间。
本仪器还具有能够与编程器进行连接的数据通信接口，以进行PWM信号型测试单元的参数调整，如此可以满足多种线圈规格比例阀的信号需求，使得便携式电液比例阀故障诊断仪具有极强的扩展性。此外，针对发生电液比例阀的电气控制故障，该便携式电液比例阀故障诊断仪可以作为现场应急电控信号发生器，有力保证了连续生产设备的运转，大大降低了故障停机损失。
附图说明
图1a为本发明实施例中箱体的正视图。
图1b为本发明实施例中箱体的侧视图。
图1c为本发明实施例中箱体的俯视图。
图2为本发明实施例中操作台上的结构布局图。
图3为本发明实施例中便携式电液比例阀故障诊断仪的电路图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1～图3所示，本实施例中的便携式电液比例阀故障诊断仪包括箱体1以及设置在箱体1内的测试装置。
本实施例中的箱体1为可开合的箱体1，箱体1上还可以设置提手11以方便提拿。
测试装置具有一操作台2，还包括有设置在操作台2和箱体1组成的容置腔内的电源单元、电流信号型测试单元、电流信号型测试单元、电压信号型测试单元、PWM信号型测试单元、以及使能开关组。电流信号型测试单元、电压信号型测试单元、PWM信号型测试单元均可以根据需要设置至少一组以满足使用要求。
电源单元具有一供接外部电源线连接的电源接头31，该电源接头31设置在箱体1上以方便连接外部的电源，该电源单元还包括有与电源接头31相连接的电源适配器32、与电源适配器32相连接的充电电源33、与充电电源33相连接的电源电压调节器34。其中充电电源33可选用能充电的蓄电池。
电源电压调节器34设置在所述操作台2上，操作台2上设置有与电源电压调节器34的输出端相连接的电源接线柱35，电源接线柱35供接线连接。电源接头31串联连接的电源开关30以控制电源单元的连接和断开。
为了方便查看电源的供电电压值和供电电流值，电源电压调节器34的输出端并联连接有电源电压表36，电源电压调节器34的输出端串联连接有电源电流表37，电源电压表36和电源电流表37设置在操作台2上以分别显示电源的供电电压和供电电流。
电流信号型测试单元与电源电压调节器34的输出端相连接，该电流信号型测试单元用于实现电流信号的连续可调输出。操作台2上设置有与该电流信号型测试单元的输出端相连接的电流信号接口装置以供连接电液比例阀。本实施例中的电流信号接口装置包括并联连接在电流信号型测试单元输出端的电流信号接线柱44和电流型比例阀插头45，以方便连接不同接口的电液比例阀，电流信号接线柱44内置有极性切换开关441。
本实施例中包括有两组电流信号型测试单元，一组电流信号型测试单元的电流输出范围为0-20mA，另一组电流信号型测试单元的电流输出范围为4-20mA，设置这两组电流信号型测试单元能够与不同的电液比例阀相适配使用。
每个电流信号型测试单元均包括有与电源电压调节器34的输出端相连接的电流信号发生器41，以及与电流信号发生器41相连接的电流信号调节电位器42，电流信号调节电位器42设置在操作台2上，使用者可以通过调节该电流信号调节电位器42以调节电流信号的连续可调输出。
电流信号发生器41的输出端串联连接有能够显示电流信号发生器41输出电流大小的信号电流表43，该信号电流表43设置在操作台2上以方便操作人员查看。
电压信号型测试单元与电源电压调节器34的输出端相连接，该电压信号型测试单元用于实现电压信号的连续可调输出。操作台2上设置有与电压信号型测试单元的输出端相连接的电压信号接口装置以供连接电液比例阀。本实施例中电压信号接口装置包括并联连接在电压信号型测试单元输出端的电压信号接线柱54和电压型比例阀插头55，以方便连接不同接口的电液比例阀。
该电压信号型测试单元包括有与电源电压调节器34的输出端相连接的电压信号发生器51、以及与电压信号发生器51相连接的电压信号调节电位器52，电压信号调节电位器52设置在操作台2上以供操作人员调节使用，该电压信号调节电位器52能够实现电压信号型测试单元-10V至10V范围内信号的连续调节输出。该电压信号发生器51的输出端还并联连接有能够显示电压信号发生器51输出电压大小的信号电压表53，信号电压表53设置在操作台2上以供操作人员查看。
本实施例中的PWM信号型测试单元为PWD型的信号放大器61，本实施例中的PWD型的信号放大器61采用PARKER公司的PWD型放大器，PWD型的信号放大器61用于实现PWM信号的连续可调输出，PWD型的信号放大器61分别与所述电源电压调节器34的输出端以及电压信号调节电位器52的输出端相连接。该PWM信号接口装置包括至少两组并联连接在PWD型的信号放大器61输出端的PWM信号接线柱62，PWM信号接线柱62用于连接电液比例阀进行测试。
操作台2上还设置有与PWD型的信号放大器61的输出端相连接的数据通信接口7以供连接外部编程器，进而通过编程器调整PWD型的信号放大器61的工作参数，以满足多种线圈规格比例阀的信号需求。方便地，本实施例中的数据通信接口7采用RS232接口。
使能开关组，包括分别连接在电源单元的输出端和电流信号接口装置之间、电源单元的输出端和电压信号接口装置之间、电源单元的输出端和PWM信号型测试单元之间的使能开关8，各使能开关8设置在操作台2上，根据各类电液比例阀的不同使能信号需求，开启和关闭相应的使能开关8，以实现对各类电液比例阀的故障测试。本实施例中，为了响应电流信号接口装置、电压信号接口装置上连接的电液比例阀的使能信号，电流信号接线柱和电流型比例阀插头均与连接在电流信号接口装置上的使能开关相连接；电压信号接口装置包括并联连接在所述电压信号型测试单元输出端的电压信号接线柱和电压型比例阀插头，电压信号接线柱和电压型比例阀插头均匀连接在电压信号接口装置上的使能开关相连接。
本便携式电液比例阀故障诊断仪对于广泛使用的比例阀接口，如符合DIN 43563标准的6+PE型电气接口、符合DIN EN 175301-801标准的2+PE型电气接口，可直接通过电流型比例阀插头45，电压型比例阀插头55及PWM信号接线柱62使用已配置好的电缆和电液比例阀进行连接。对于特殊接口，可通过制作相应电缆从操作台2上相应的接线柱连接至电液比例阀上。
该便携式电液比例阀故障诊断仪的使用方法如下：
首先，根据待诊断电液比例阀的型号查阅相关样本资料，获悉该比例阀电信号接口形式，接收信号类型、技术参数，以及使能信号需求，保证连接在便携式电液比例阀故障诊断仪相匹配的信号接口上。
其次，确定的电液比例阀的电信号需求，将与比例阀故障诊断仪的电信号相适应的信号接口通过电缆连接在比例阀故障诊断仪上。
最后，开启电源，调节所采用信号接口对应的电位器，实现控制信号的比例输出，此时可通过信号电流表43或者信号电压表53查看输出的信号。与此同时，通过观测待检的电液比例阀能否相应地线性工作，坤儿判断电液比例阀是否故障。
如测试REXROTH公司的4WREE10W75型比例阀时，该型号的电液比例阀接口针脚电信号有两种控制信号输入形式。一种输入为±10V信号，另一种输入为4-20mA信号。故可选择该便携式电液比例阀故障诊断仪上相应的电压型比例阀插头55或者电流型比例阀插头45，通过预制好的连接线缆将电液比例阀与该便携式电液比例阀故障诊断仪相连接。同时该型号的电液比例阀插头针脚C无需信号输入，故使用时电压信号型测试单元或者电流信号型测试单元上连接的使能开关8必须为断开状态。
以上准备完成后即可开启电源开关30，即电源开关30打至“ON”，调节对应的电压信号调节电位器52或电流信号调节电位器42，获得所需的比例信号进行测试，进而实现对该型号的电液比例阀的故障测试。
在测试PARKER公司D1FBE01C型比例阀时，该型号的电液比例阀接口针脚电信号需求如下：该型号的电液比例阀电气接头形式为2+PE(符合DIN EN 175301-801)，接收信号类型为PWM(脉宽调制信号)，额定电流2.7A。诊断仪对应信号输出口为两对PWM信号接线柱62，通过预制好的连接线缆将电液比例阀与该便携式电液比例阀故障诊断仪连接。
使用电缆将现有的编程器连接至该便携式电液比例阀故障诊断仪上的RS232接口。通过编程器内的ProPxD软件对该便携式电液比例阀故障诊断仪内集成的PWD型放大器进行参数修改，即选择相应D1FBE01C型比例阀的参数系列，下载至PWD型放大器内。此外，该PWD型放大器工作时使能信号必须供给，则相应闭合连接在PWD型放大器的使能开关8，使得使能开关8处于“ON”状态。以上准备完成后即可开启电源开关30，调节电压信号调节电位器52，获得所需的比例信号进行测试。

Claims (10)

1.一种便携式电液比例阀故障诊断仪，其特征在于：包括箱体(1)以及设置在所述箱体(1)内的测试装置，所述测试装置具有一操作台(2)；
所述测试装置还包括有：
电源单元，所述电源单元具有一供接外部电源线连接的电源接头(31)，所述电源接头(31)串联连接有电源开关(30)以控制电源单元的连接和断开；
电流信号型测试单元，与所述电源单元的输出端相连接，用于实现电流信号的连续可调输出；所述操作台(2)上设置有与所述电流信号型测试单元的输出端相连接的电流信号接口装置以供连接电液比例阀；
电压信号型测试单元，与所述电源单元的输出端相连接，用于实现电压信号的连续可调输出；所述操作台(2)上设置有与所述电压信号型测试单元的输出端相连接的电压信号接口装置以供连接电液比例阀；
PWM信号型测试单元，分别与所述电源单元的输出端和电压信号型测试单元的输出端相连接，用于实现PWM信号的连续可调输出；所述操作台(2)上设置有与所述PWM信号型测试单元的输出端相连接的PWM信号接口装置以供连接电液比例阀，所述操作台(2)上还设置有与所述PWM信号型测试单元的输出端相连接的数据通信接口(7)以供连接外部编程器，进而调整所述PWM信号型测试单元的工作参数；
使能开关组，设置在所述操作台(2)上，包括分别连接在电源单元的输出端和电流信号接口装置之间、电源单元的输出端和电压信号接口装置之间、电源单元的输出端和PWM信号型测试单元之间的使能开关(8)。
2.根据权利要求1所述的便携式电液比例阀故障诊断仪，其特征在于：所述电源单元包括与电源接头(31)相连接的电源适配器(32)、与所述电源适配器(32)相连接的充电电源(33)、与所述充电电源(33)相连接的电源电压调节器(34)，所述电源电压调节器(34)设置在所述操作台(2)上，所述操作台(2)上设置有与所述电源电压调节器(34)的输出端相连接的电源接线柱(35)。
3.根据权利要求2所述的便携式电液比例阀故障诊断仪，其特征在于：所述电源电压调节器(34)的输出端并联连接有电源电压表(36)，所述电源电压调节器(34)的输出端串联连接有电源电流表(37)，所述电源电压表(36)和电源电流表(37)设置在所述操作台(2)上以分别显示所述电源的供电电压和供电电流。
4.根据权利要求1所述的便携式电液比例阀故障诊断仪，其特征在于：所述电流信号型测试单元包括有与所述电源单元输出端相连接的电流信号发生器(41)，以及与所述电流信号发生器(41)相连接的电流信号调节电位器(42)，所述电流信号调节电位器(42)设置在所述操作台(2)上。
5.根据权利要求4所述的便携式电液比例阀故障诊断仪，其特征在于：所述便携式电液比例阀故障诊断仪包括有至少两组能够分别产生不同阈值范围电流信号的电流信号型测试单元。
6.根据权利要求4或5所述的便携式电液比例阀故障诊断仪，其特征在于：所述电流信号发生器(41)的输出端串联连接有能够显示电流信号发生器(41)输出电流大小的信号电流表(43)，所述信号电流表(43)设置在所述操作台(2)上。
7.根据权利要求1所述的便携式电液比例阀故障诊断仪，其特征在于：所述电压信号型测试单元包括有与所述电源单元输出端相连接的电压信号发生器(51)、以及与所述电压信号发生器(51)相连接的电压信号调节电位器(52)，所述电压信号调节电位器(52)设置在所述操作台(2)上。
8.根据权利要求7所述的便携式电液比例阀故障诊断仪，其特征在于：所述电压信号发生器(51)的输出端并联连接有能够显示电压信号发生器(51)输出电压大小的信号电压表(53)，所述信号电压表(53)设置在所述操作台(2)上。
9.根据权利要求1所述的便携式电液比例阀故障诊断仪，其特征在于：所述PWM信号型测试单元为PWD型的信号放大器(61)，所述PWM信号接口装置包括至少两组并联连接在所述PWD型的信号放大器(61)输出端的PWM信号接线柱(62)。
10.根据权利要求1所述的便携式电液比例阀故障诊断仪，其特征在于：所述电流信号接口装置包括分别连接在所述电流信号型测试单元输出端的电流信号接线柱(44)和电流型比例阀插头(45)，所述电流信号接线柱(44)内置有极性切换开关(441)，所述电流信号接线柱(44)和电流型比例阀插头(45)均与连接在电流信号接口装置上的使能开关(8)相连接；
所述电压信号接口装置包括分别连接在所述电压信号型测试单元输出端的电压信号接线柱(54)和电压型比例阀插头(55)，所述电压信号接线柱(54)和电压型比例阀插头(55)均匀连接在电压信号接口装置上的使能开关(8)相连接。
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