CN116382148A - 基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法及控制系统，可实现持续稳定检测润滑管路堵塞故障的目的。系统包括计时单元、设置在远离待润滑机械设备的强烈震动区域以外的区域的压力检测模块、温度检测模块、存储单元、处理单元。当检测到润滑设备管路中的压力超过超压压力限值时，控制润滑设备停止打油工作并开始计时，检测并计算单位时间内润滑设备管路中的压力变化值，查表得到温度下堵塞时的单位时间内的压力变化阈值，将压力变化值与压力变化阈值比较，若压力变化值小于或等于压力变化阈值，判定为发生堵塞；若压力变化值大于压力变化阈值，则判定为未堵塞，延时一定时间待压力进一步下降后再次启动润滑设备继续打油。
Description
技术领域
本发明涉及基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法及控制系统。
背景技术
现有技术中，集中润滑系统在对设备润滑时，是否堵塞的判定以及堵塞与润滑脂流动缓慢的区分判定至关重要，决定了系统能够正常运行。目前，对于系统中堵塞的判断是利用分配器处的传感器检测脉冲次数来决定是否堵塞，其工作原理是在分配器上安装霍尔传感器或其他磁感应传感器，在分配器的一个出油口对应的柱塞上安装指示杆，指示杆端部安装微型强磁铁，正常打油时，分配器的柱塞会频繁往复运动进而带动指示杆运动，霍尔传感器就能够检测到磁铁的接近和远离，转换成电信号就是导通或断开，或者是输出电压为高低电平交替变化的脉冲信号。而当油路堵塞时，分配器的柱塞不再运动，指示杆也不再运动，霍尔传感器只能检测到一个常开或常闭的信号，电信号也不再是高低交替的脉冲而是一个固定电平（高电平或低电平），反馈给控制单元根据这个特征以识别出管理是否发生堵塞。
以上方法用于许多场景是没有太大问题的，但是，若分配器的安装环境比较恶劣，例如分配器安装在剧烈震动的设备上时，例如安装在挖掘机的连杆和马拉头处，此处的加速度大于 10g且持续时间长，传感器在承受这样的加速度时极易损坏，寿命只有短短的几个小时，传感器损坏后无法有效判断堵塞是否发生，以致当堵塞发生时无法感知并停止电机，造成管路升压超过安全压力而爆管，导致润滑系统无法继续使用。
因此，对于类似挖掘机尤其是大挖和超大挖这样的设备，如何实现持续稳定检测润滑管路堵塞故障成为实现这类设备集中润滑的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法，可实现持续稳定检测润滑管路堵塞故障的目的；本发明的目的还在于提供基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制系统。
本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法的技术方案：基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法包括：
获取润滑设备管路中的压力；
获取当前环境中的温度；
根据所述温度查表得到当前温度下的超压压力限值，超压压力限值为一定温度下润滑设备管路中正常的排量所对应的压力值的最大值；
当检测到润滑设备管路中的压力超过所述超压压力限值时，控制润滑设备停止打油工作并开始计时，检测并计算单位时间内润滑设备管路中的压力变化值，查表得到所述温度下堵塞时的单位时间内的压力变化阈值，将所述压力变化值与所述压力变化阈值比较，若压力变化值小于或等于压力变化阈值，判定为发生堵塞；若压力变化值大于压力变化阈值，则判定为未堵塞，延时一定时间待压力进一步下降后再次启动润滑设备继续打油。
进一步地，通过油压传感器检测润滑设备管路中的压力，将油压传感器设置在远离待润滑机械设备的强烈震动区域以外的区域。
进一步地，将油压传感器设置在润滑设备的润滑泵上。
本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法的技术方案：基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法包括：
获取润滑设备管路中的压力；
获取当前环境中的温度；
根据所述温度查表得到当前温度下的超压压力限值，超压压力限值为一定温度下润滑设备管路中正常的排量所对应的压力值的最大值；
当检测到润滑设备管路中的压力超过所述超压压力限值时，控制润滑设备停止打油工作并开始计时，继续检测润滑设备管路中的压力：
当压力降低至低于当前温度下的设定压力阈值时，计时器停止计时，将此时的实际计时时长与堵塞时达到设定压力阈值所对应的计时时长经验值进行比较，若此时的实际计时时长大于或等于计时时长经验值，则判定为发生堵塞；若此时的实际计时时长小于计时时长经验值，则判定为未堵塞，延时一定时间待压力进一步下降后再次启动润滑设备继续打油；
或者，虽然压力未降低至低于当前温度下的设定压力阈值，但是此时的实际计时时长大于或等于计时时长经验值，则判定为发生堵塞。
本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法的技术方案：基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法包括：
获取当前环境中的温度；
根据所述温度查表得到当前温度下的超压压力限值，超压压力限值为一定温度下润滑设备管路中正常的排量所对应的压力值的最大值；
将油压开关的动作压力值设定为所述超压压力值，将油压开关设置在润滑设备管路上；
当油压开关动作时，控制润滑设备停止打油工作并开始计时，当油压开关再次动作时停止计时，将此时的实际计时时长与堵塞时的计时时长经验值进行比较，若实际计时时长大于或等于计时时长经验值，则判定为发生堵塞；若实际计时时长小于计时时长经验值，则判定为未堵塞，延时一定时间待压力进一步下降后再次启动润滑设备继续打油。
本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制系统的技术方案：基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制系统包括：
计时单元，用于计时；
压力检测模块，设置在远离待润滑机械设备的强烈震动区域以外的区域，用于检测润滑设备管路中的压力；
温度检测模块，用于检测环境温度；
存储单元，用于储存控制程序；
处理单元，用于执行存储在存储单元中的程序，以实现如下步骤：
获取润滑设备管路中的压力；
获取当前环境中的温度；
根据所述温度查表得到当前温度下的超压压力限值，超压压力限值为一定温度下润滑设备管路中正常的排量所对应的压力值的最大值；
当检测到润滑设备管路中的压力超过所述超压压力限值时，控制润滑设备停止打油工作并开始计时，检测并计算单位时间内润滑设备管路中的压力变化值，查表得到所述温度下堵塞时的单位时间内的压力变化阈值，将所述压力变化值与所述压力变化阈值比较，若压力变化值小于或等于压力变化阈值，判定为发生堵塞；若压力变化值大于压力变化阈值，则判定为未堵塞，延时一定时间待压力进一步下降后再次启动润滑设备继续打油。
本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制系统的技术方案：基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制系统包括：
计时单元，用于计时；
压力检测模块，设置在远离待润滑机械设备的强烈震动区域以外的区域，用于检测润滑设备管路中的压力；
温度检测模块，用于检测环境温度；
存储单元，用于储存控制程序；
处理单元，用于执行存储在存储单元中的程序，以实现如下步骤：
获取润滑设备管路中的压力；
获取当前环境中的温度；
根据所述温度查表得到当前温度下的超压压力限值，超压压力限值为一定温度下润滑设备管路中正常的排量所对应的压力值的最大值；
当检测到润滑设备管路中的压力超过所述超压压力限值时，控制润滑设备停止打油工作并开始计时，继续检测润滑设备管路中的压力，当压力降低至低于当前温度下的设定压力阈值时，计时器停止计时，将此时的实际计时时长与堵塞时达到设定压力阈值所对应的计时时长经验值进行比较，若此时的实际计时时长大于或等于计时时长经验值，则判定为发生堵塞；若此时的实际计时时长小于计时时长经验值，则判定为未堵塞，延时一定时间待压力进一步下降后再次启动润滑设备继续打油。
本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制系统的技术方案：基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制系统包括：
计时单元，用于计时；
压力检测模块，设置在远离待润滑机械设备的强烈震动区域以外的区域，用于检测润滑设备管路中的压力；
温度检测模块，用于检测环境温度；
存储单元，用于储存控制程序；
处理单元，用于执行存储在存储单元中的程序，以实现如下步骤：
获取当前环境中的温度；
根据所述温度查表得到当前温度下的超压压力限值，超压压力限值为一定温度下润滑设备管路中正常的排量所对应的压力值的最大值；
将油压开关的动作压力值设定为所述超压压力值，将油压开关设置在润滑设备管路上；
当油压开关动作时，控制润滑设备停止打油工作并开始计时，当油压开关再次动作时停止计时，将此时的实际计时时长与堵塞时的计时时长经验值进行比较，若实际计时时长大于或等于计时时长经验值，则判定为发生堵塞；若实际计时时长小于计时时长经验值，则判定为未堵塞，延时一定时间待压力进一步下降后再次启动润滑设备继续打油。
本发明的有益效果：现有技术中的用于堵塞检测的传感器必须跟随设置在递进分配器上才能起到及时有效检测堵塞的作用，因为递进分配器一般位于末端且很容易堵塞，而装在末端的递进分配器恰恰处于震动较大且强度较大的环境中，因此传感器很容易损坏，而若安装在较前端的双线分配器上，虽然因为双线分配器所处环境震动较小且强度轻，但是双线分配器不易堵塞，而递进分配器堵塞时，安装在双线分配器上的传感器却无法及时检测到堵塞情况，因此传感器安装在双线分配器上毫无意义，因此，现有技术中对于如何检测震动强度和烈度都比较大的环境中的管路堵塞情况成为业界难题。而本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法及控制系统采用基于压力变化以判定管路是否堵塞的方式，无需跟随分配器设置霍尔传感器，而是直接将油压开关或油压传感器设置在润滑泵或者远离震动剧烈区域的管路上均可，不会受震动环境影响而损坏，因此可以持续稳定运行，持续监测堵塞故障，而且，作为本发明的另一个优点，该控制方法还可以有效区分是堵塞还是因为润滑脂蠕动阻力较大而导致的压力较大，从而减小误判堵塞的几率，使得堵塞故障检测更加准确。
附图说明
图1为本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制系统所应用的一种集中润滑系统的系统原理示意图；
图2为本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制系统的一种实施例的结构示意图；
图3为本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法的实施例1的控制逻辑框图；
图4为本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法的实施例2的控制逻辑框图；
图5为本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法的实施例3的控制逻辑框图；
图6为本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法的实施例4的控制逻辑框图；
图1中：1-双线润滑泵，2-双线分配器，3-回转支撑递进分配器，4-马拉头递进分配器，5-连杆递进分配器，6-支油路，A、B-主油路；
图2中：1-MCU处理器，2-计时单元，3-温度传感器，4-压力检测模块，5-存储单元，6-油位检测单元，7-无刷电机，8-电机驱动及过流保护模块，9-报警电路，10-电源供电模块，11-人机交互模块，12-CAN通讯模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制控制系统的一种实施方式：如图2所示，该控制系统主要包括计时单元2，用于计时；压力检测模块4，可以是油压开关或油压传感器，设置在远离待润滑机械设备的强烈震动区域以外的区域，用于检测润滑设备管路中的压力；温度传感器3，用于检测环境温度；存储单元5，用于储存控制程序；处理单元，即为MCU处理器1，用于执行存储在存储单元中的程序；油位检测单元，用于检测油箱内润滑脂的液位；报警电路，用于在故障或缺润滑脂等情况下的报警；无刷电机7以及电机驱动及过流保护模块8，用于提供系统的动力；人机交互模块，用于实现人机信息互换；电源供电模块用于为整个系统供电。
该控制系统所应用的一种集中润滑系统如图1所示，该系统包括双线润滑泵1、两个双线分配器2、两个回转支撑递进分配器3、马拉头递进分配器4和连杆递进分配器5，以及两条主油路A、B和多条直通润滑点位的支油路6。其中，双线润滑泵1内设置有控制器、油压传感器或油压开关、温度传感器等。控制器包括处理单元、存储单元、计时单元、AD转换单元等。
该系统所对应的润滑设备控制方法如下：如图3所示，首先通过油压传感器获取润滑设备管路中的压力，并通过温度传感器获取当前环境中的温度，根据该温度查表得到当前温度下的超压压力限值，超压压力限值为一定温度下润滑设备管路中正常的排量所对应的压力值的最大值；例如：在常温时超压值为28MPa，-15℃下超压值为40Mpa；
当检测到润滑设备管路中的压力不超过超压压力限值时，继续读取压力值；当检测到润滑设备管路中的压力超过超压压力限值时，控制润滑设备停止打油工作并开始计时，此时起点时刻的压力值为P起，计时器采用t=1s、10s、60s等任意计时周期，本实施例采用10s的计时周期，当计时器递减结束时检测润滑设备管路中的压力变化值，保存此时的压力值P终值，压力值可采用多次平均获得，计算压力下降变化率PR测=（P起-P终）/t，查表得到所述温度下堵塞时的单位时间内的压力变化阈值PRTAB，将PR测与PRTAB比较，若PR测≤PRTAB，判定为发生堵塞；若PR测＞PRTAB，则判定为未堵塞，延时一定时间（本实施例为10秒）待压力进一步下降后再次启动润滑设备继续打油。
本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法的实施例2：如图4所示，与上述控制系统所对应的润滑设备控制方法的区别在于，不再计算压力下降变化率，而是直接使用压力值的变化值与压力变化阈值进行比较。具体为：在管路压力达到超压压力限值（P超压）时开始计时，周期采用一定时间周期t如1s、10s、60s等，并获取P起、P终，然后查表与当前温度下表格中的压力变化阈值P限值比较大小，如果P起-P终≤P限值，则判定发生堵塞；如果P起-P终＞P限值，则判定为未堵塞，延时一定时间（本实施例为10秒）待压力进一步下降后再次启动润滑设备继续打油。（表格中的数据是按照周期t设定的温度与P限值对应关系表。）
本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法的实施例3：如图5所示，与上述实施例2的区别在于，不再对比单位时间的压力变化值，而是改为对比单位压差的时间变化值，具体为：当检测到润滑设备管路中的压力不超过超压压力限值时，继续读取压力值；当检测到润滑设备管路中的压力超过超压压力限值时，控制润滑设备停止打油工作并开始计时，此时起点时刻的压力值为P起，继续读取压力值和计时器的值，当压力值下降到当前温度下的设定压力阈值时（设定压力阈值为根据经验数据认为设定的一个合适的压力值，设定压力阈值可以高一些或低一些，一旦设定压力阈值设定后，即可通过试验测定在堵塞状态时压力降低至该数值的时间限值T限值），计时器停止计时，此时的计时器数值T可与T限值进行对比，若T≥T限值，判定为发生堵塞；T＜T限值，则判定为未堵塞，延时一定时间（本实施例为10秒）待压力进一步下降后再次启动润滑设备继续打油。还有另一种情况下也可能是发生堵塞，即虽然压力值没有下降到当前温度下的设定压力阈值，即虽然实际压力值依然大于设定压力阈值，但是此时的计时器数值T已经超出了时间限值T限值，即T≥T限值，此时依然可以判定为系统发生堵塞，否则的话就继续进行压力和时间的监测。
本发明的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法的实施例4：如图6所示，与上述实施例2的区别在于，不再对比单位时间的压力变化值，而是改为监测油压开关两次动作之间的时间值与经验数值的对比，具体为：当检测到油压开关因为超压而断开时（预设油压开关的动作压力值即为超压压力限值，超压压力限值为一定温度下润滑设备管路中正常的排量所对应的压力值的最大值），即由常闭变为断开时（其他实施例中也可以由常开变为闭合），计时器开始计时且控制润滑设备停止打油，当油压开关再次动作时（由断开变为闭合），计时结束，读取计时器时长T，将此时的实际计时时长与堵塞时的计时时长经验值T限值进行比较，（计时时长经验值为试验出来的经验数据，即试验在堵塞时的经验数据），若T≥T限值，判定为发生堵塞；T＜T限值，则判定为未堵塞，延时一定时间（本实施例为10秒）待压力进一步下降后再次启动润滑设备继续打油。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法，其特征是，包括：
获取润滑设备管路中的压力；
获取当前环境中的温度；
根据所述温度查表得到当前温度下的超压压力限值，超压压力限值为一定温度下润滑设备管路中正常的排量所对应的压力值的最大值；
当检测到润滑设备管路中的压力超过所述超压压力限值时，控制润滑设备停止打油工作并开始计时，检测并计算单位时间内润滑设备管路中的压力变化值，查表得到所述温度下堵塞时的单位时间内的压力变化阈值，将所述压力变化值与所述压力变化阈值比较，若压力变化值小于或等于压力变化阈值，判定为发生堵塞；若压力变化值大于压力变化阈值，则判定为未堵塞，延时一定时间待压力进一步下降后再次启动润滑设备继续打油。
2.根据权利要求1所述的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法，其特征是，通过油压传感器检测润滑设备管路中的压力，将油压传感器设置在远离待润滑机械设备的强烈震动区域以外的区域。
3.根据权利要求2所述的基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法，其特征是，将油压传感器设置在润滑设备的润滑泵上。
4.基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法，其特征是，包括：
获取润滑设备管路中的压力；
获取当前环境中的温度；
根据所述温度查表得到当前温度下的超压压力限值，超压压力限值为一定温度下润滑设备管路中正常的排量所对应的压力值的最大值；
当检测到润滑设备管路中的压力超过所述超压压力限值时，控制润滑设备停止打油工作并开始计时，继续检测润滑设备管路中的压力：
当压力降低至低于当前温度下的设定压力阈值时，计时器停止计时，将此时的实际计时时长与堵塞时达到设定压力阈值所对应的计时时长经验值进行比较，若此时的实际计时时长大于或等于计时时长经验值，则判定为发生堵塞；若此时的实际计时时长小于计时时长经验值，则判定为未堵塞，延时一定时间待压力进一步下降后再次启动润滑设备继续打油；
或者，虽然压力未降低至低于当前温度下的设定压力阈值，但是此时的实际计时时长大于或等于计时时长经验值，则判定为发生堵塞。
5.基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法，其特征是，包括：
获取当前环境中的温度；
根据所述温度查表得到当前温度下的超压压力限值，超压压力限值为一定温度下润滑设备管路中正常的排量所对应的压力值的最大值；
将油压开关的动作压力值设定为所述超压压力值，将油压开关设置在润滑设备管路上；
当油压开关动作时，控制润滑设备停止打油工作并开始计时，当油压开关再次动作时停止计时，将此时的实际计时时长与堵塞时的计时时长经验值进行比较，若实际计时时长大于或等于计时时长经验值，则判定为发生堵塞；若实际计时时长小于计时时长经验值，则判定为未堵塞，延时一定时间待压力进一步下降后再次启动润滑设备继续打油。
6.基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制系统，其特征是，包括：
计时单元，用于计时；
压力检测模块，设置在远离待润滑机械设备的强烈震动区域以外的区域，用于检测润滑设备管路中的压力；
温度检测模块，用于检测环境温度；
存储单元，用于储存控制程序；
处理单元，用于执行存储在存储单元中的程序，以实现如权利要求1-5任意一项的控制方法。
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| CN202310093334.7A Pending CN116382148A (zh) | 2023-02-10 | 2023-02-10 | 基于压力变化判定堵塞的润滑设备控制方法及控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116382148A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117704260A (zh) * | 2024-02-05 | 2024-03-15 | 河南平和滤清器有限公司 | 一种电驱冷却润滑系统的自检方法 |
-
2023
- 2023-02-10 CN CN202310093334.7A patent/CN116382148A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117704260A (zh) * | 2024-02-05 | 2024-03-15 | 河南平和滤清器有限公司 | 一种电驱冷却润滑系统的自检方法 |
| CN117704260B (zh) * | 2024-02-05 | 2024-06-11 | 河南平和滤清器有限公司 | 一种电驱冷却润滑系统的自检方法 |
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