CN203248452U - 液压控制系统 - Google Patents

Abstract

一种液压控制系统，尤其是用于气化炉的液压控制系统，所述系统包括带有油箱的泵站、减压站、煤锁控制站、灰锁控制站，其特征在于，所述液压控制系统还具有在线监测及故障诊断系统，所述在线监测及故障诊断系统包括布置在液压控制系统中的压力传感器、流量传感器、污染传感器、信号处理模块、信号转换模块、以单片机为基础的数据分析模块、显示装置和报警装置。

Description

液压控制系统

技术领域

本实用新型提供了一种液压控制系统，尤其是用于气化炉的液压控制系统。

背景技术

目前世界上鲁奇加压气化工艺已有80多年的发展历史，气化炉煤锁加煤，灰锁排灰及膨胀冷凝器上的泄压及充水阀门均采用液压驱动，一般一套装置带5～8台气化炉，按一组气化炉（8-10台）设计有2套液压控制系统，则每套液压控制系统为4台气化炉共用或备用一套，每套液压系统包括

（1）一个共用泵站；

（2）一个共用的蓄能站；

（3）每台炉单独一个减压站；

（4）每台炉单独一个煤锁控制系统；

（5）每台炉单独一个灰锁控制系统。

1.液压控制系统构成

1.1泵站（动力装置）

泵站由油箱、液压系统的动力装置、进出油过滤装置、循环冷却过滤装置、压力控制回路、液位控制回路、温度控制回路、泵站电气控制柜组成。

a)油箱由不锈钢焊接，用于储存油液和防止油液的二次污染。内设有隔板将吸油侧和回油侧分开，减少油液的面部搅动，防止气体混入溶液，使油液中的赃物沉淀及油液中气泡的分离。油管底部设有排油球阀供换油和清洗时用。在油箱侧部设置有人孔盖，用于系统大修时的维护保养。油箱顶部设有空气滤清器，使油箱的液面升降时，进行空气过滤流通。

b)液压系统的动力装置，由恒压变量柱塞油泵（或齿轮泵）组成。泵装置底下装有减震器，泵吸油口装有补偿接头。并备有一定数量的备用油泵。

c)进出油过滤装置由高压精滤器、回油精滤器组成。用于过滤油泵输送的压力油和系统的回油油液。高压精滤器可过滤供给液压阀控制部分压力油，回油精滤器过滤液压阀控制部分的回油。

d)循环冷却过滤装置，由循环泵组（自带安全阀）、冷却器、滤油器三部分组成。用于冷却和过滤油箱内的工作油液，使液压控制系统的工作油液温度正常和油液清洁度达到使用要求。

e)压力控制回路由电磁溢流阀、防爆压力继电器和电器控制元件组成。电磁溢流阀用于油泵无载起动（电机启动时，电磁溢流阀处于泄菏状态）。待电机运转正常后，电磁溢流阀通电加载工作。还可用来控制油泵输出的压力油过载，起安全作用和防止压力波动。每个泵均通过其自身安全阀得到保护。

f)液位控制回路由两个防爆音叉液位继电器和电器控制元件组成。保证油箱中的油液液位正常。防爆音叉液位继电器安装在油箱高低不同的两个位置上。当油液达到高液位音叉液位继电器时，液位音叉液位继电器接通发讯回路，实现高液位报警停止；如果管路或其它元件发生泄露油液现象，油液高液位会降低。当油液达到低液位音叉液位继电器时，液位音叉液位继电器接通发讯回路，实现低液位报警停止。

g)温度控制回路由电子温度继电器、电磁水阀、加热器和电器控制元件组成。保证油箱中的油液温度正常。

h)泵站电气控制柜由电控柜、PLC（全称可编逻辑控制器）、电气元件及附件组成。用于油泵电机的起动停止控制，工作油液的压力控制，工作油液的温度控制，工作油液的液位报警。每台柱塞泵的吸油管路上防爆开闭发讯球阀，用于维修保养和主泵运转连锁。

1.2蓄能站

蓄能站由6个活塞式40升活塞蓄能器、6个50升氮气罐、蓄能器安全阀组、压力传感器、加气安全阀组组成。

a)蓄能站用于储存压力油液，压力油液由泵站液压系统的动力装置提供。当电源出现故障时或当出现紧急情况时，用蓄能器维持一个恒定压力，并提供高压液压流体。用于应急和排除故障使用。在正常操作条件下蓄能站起到稳定压力、减小压力脉冲的作用。

b)蓄能器安全阀组直接安装于每个蓄能器油路位置上。蓄能器安全阀组带有切断阀，可切断蓄能器的主油路，隔离供给蓄能器的油源。

c)高压系统的监测是在蓄能站进行的。此监测是通过就地压力表和通过中央控制室的压力变送器遥控来实现。

1.3减压站

减压站由1个40升活塞蓄能器、1个50升氮气罐、蓄能器安全阀组、压力传感器、加气安全阀组、减压阀、单向阀组成。减压站的功能是通过减压阀把泵站产生的压力从14MPa降低到规定的工作压力6.5MPa。

a)减压站上的蓄能器包括一个40升活塞蓄能器，活塞蓄能器连接到一个50升的氮气瓶上。蓄能器和氮气罐之间管线配有永久的加气安全阀组，可用于为蓄能器充填氮气及放气。

b)蓄能器安全阀组直接安装于每个蓄能器油路位置上。蓄能器安全阀组带有切断法，可切断蓄能器的主油路，隔离供给蓄能器的油源。

c)低压系统的监测是在减压站实现的。其是通过就地压力表实现，或通过中央控制室内采用压力变送器遥控实现。压力变送器被接线到安装于减压站的接线箱上。

1.4煤锁控制站

煤锁控制站各有六路换向回路构成。有6个功能，分别用于控制煤气炉煤锁斗各控制阀的液压缸：

a)煤锁上阀油缸TC

b)煤锁下阀油缸BC

c)煤锁充压阀（2）油缸PV2

d)煤锁充压阀（1）油缸PV1

e)煤锁泄压阀油缸DV

f)煤流槽阀油缸CF

1.5灰锁控制站

灰锁控制站各有六路换向回路构成，分别用于控制煤气炉灰锁斗各控制室的液压缸，有6个功能。分别控制如下控制阀液压缸：

a)BC灰锁上阀油缸

b)TC灰锁下阀油缸

c)FV灰锁充水阀油缸

d)DV2灰锁泄压阀（2）油缸

e)DV1煤锁泄压阀（1）油缸

f)PV灰锁冲压阀油缸

2液压系统工艺流程

根据泵站，蓄能站，减压站和控制站的布置和工作压力，整个系统有三个不同的压力等级。蓄能站在约14.0MPa范围内操作，用于就地煤锁、灰锁控制站的压力由减压站减到6.5MPa，用于煤锁上阀和灰锁下阀的液压油压力由安装在就地控制站的减压阀进一步降至3.0MPa。

泵站的柱塞泵将1300L贮槽中的液压介质（水+乙二醇）抽出，并升压至14.0MPa后，送入减压站，同时也送入蓄能站。

由蓄能站站或泵提供的压力油进入各减压站的减压阀、同时也进减压站的缓冲器，压力油经减压阀减至6.5MPa，同时送入煤锁控制站，灰锁控制站。

从油缸返回的低压油汇入总管，经10μm回油过滤器回到贮槽。

为了清洁介质，控制温度，设置了泵站循环回路，即由循环泵将介质从贮槽抽出，先经水冷器，再经过10μm精过滤器过滤，返回贮槽。

2正常操作（工艺指标）

	正常	上限	下限
				2.1贮槽液位：	液位计66％	液位计75％	液位计25％
2.2油液温度	35～50℃	55℃	25℃
				2.3加热器温度		35℃	<25℃
2.4冷却器温度：		>50℃	45℃
				2.5泵出口压力：	12～14MPa
2.6缓冲器充气压力	8.0MPa
				2.7缓冲站油压:	12～14MPa
2.8卸荷阀设定压力	14.0MPa
				2.9减压站出口压力	6.0MPa
2.10回油过滤器（17）最大压差	0.25MPa

在上述的技术中存在以下缺陷：

1.液压系统的温度、油液压力、液位、过滤器压差信号等，控制室得不到有效的监控，备用泵启动不及时，延误了事故处理的最佳时间。

2.由于气化环境存在大量粉尘、检修、加油、采样过程中，造成液压油二次污染，油液中的污染颗粒使液压元件加速磨损、寿命缩短、泵阀性能降低，甚至使阀芯卡死；还能磨损液压缸的密封件，缩短密封件使用寿命，使液压缸产生泄漏现象。

3.液压油性能对温度较敏感，油箱的温度得不到很好的控制。夏季运行时，由于环境温度较高，加之液压管路系统又多分布于气化炉附近，使液压液温度升高，粘度下降，泄漏量增加。冬季室外温度较低，油液粘度增大，增大了流动阻力。

4.在液压系统中，压力、温度等参数实时发生变化，造成其变化的原因有多种，需通过专业维修人员逐点对系统进行检测和分析，对维修人员的专业知识水平和经验要求很高，且工作效率较低。

5.液压缸接头与固定的管路之间需用软管连接，由于这些软管多分布于气化炉附近，环境温度高，液压油压力高，经常出现爆管；由于长期液压缸的往复动作、换向阀换向、引起管线的剧烈震动致使接头松动、焊点开焊液压油大量漏出造成环境污染和浪费。

6.活塞式蓄能器密封困难，气液相混，氮气消耗量大。

7.液压缸的动作，均有滑阀式换向阀控制，阀芯与阀体易磨损，产生间隙泄漏，阀芯与阀体内孔配合间隙不当，阀芯易卡阻。

8.由于操作工素质、责任心差异、长期运行易疲劳等因素，存在一定误操作。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种液压控制系统、尤其是针对现有的煤制气气化炉液压系统出现的故障、以及碎煤加压气化要求长期连续可靠工作的特点，提供一种用于气化炉的液压控制系统，以满足碎煤加压气化技术发展的需要。本实用新型所能达到目的如下：

1、液压系统可实现提前报故、事先排故，减小维修损失，低压报警并启动备用泵。

实时地，真实地反映系统的运行状态，保证系统正常工作，防止意外事故的发生;

对系统中主要元件如电机、液压泵、换向阀、伺服元件及过滤装置等的工作状态进行监测，对潜在故障进行预报，防止元件突然失效导致系统出现故障；

预报系统状态变化趋势，对未来的运行趋势进行预报，对将要发生的故障进行报警并且给出故障处理方法及措施。

2、在使用过程中保证液压油清洁度达到NAS6级，延长液压油使用时间。

3、确保液压系统油液工作温度为40―50℃

4、在管路中出现爆管，流量超出正常水平时自动切断爆管管路，避免液压油大量漏出造成的污染和浪费。

5、防止气液相混，节省氮气。

6、采用一种大功率、无高速换向冲击、压力损失小，发热小成本低廉的液压控制技术。

7、采用一种防止误操作液压联锁技术。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供了一种液压控制系统，尤其是用于气化炉的液压控制系统，所述系统包括带有油箱的泵站、减压站、煤锁控制站、灰锁控制站所述液压控制系统还具有在线监测及故障诊断系统，所述在线监测及故障诊断系统包括布置在液压控制系统中的压力传感器、流量传感器、污染传感器、信号处理模块、信号转换模块、以单片机为基础的数据分析模块、显示装置和报警装置。

其中，所述在线监测及故障诊断系统对系统中主要元件如电机、液压泵、换向阀、伺服元件及过滤装置等的工作状态进行监测，对潜在故障进行预报，防止元件突然失效导致系统出现故障；

预报系统状态变化趋势，对未来的运行趋势进行预报，对将要发生的故障进行报警并且给出故障处理方法及措施。

为达到以上目的，对液压系统进行状态监测时，监测系统的主要监测对象与内容一般是液压系统的主要工作参数，具体来说有如下几方面内容：

1.压力：系统压力综合反映了系统及系统内元件的工作状态，通过对液压泵进出油口，重要管道内及执行机构进出油口的压力（或压力差）的监测，可以对系统失压、压力不可调、压力波动与不稳等与压力相关的故障进行监视;

2.流量：系统内流量的变化可以反映系统容积效率的变化，而容积效率的变化又反映了系统内元件的磨损与泄露情况。可以通过监测重要流量变化状况达到对系统及元件的容积效率及元件磨损状况的监视目的；

3.温度：设计合理的液压系统其工作温度变化范围是有限制的，系统温度的异常升高往往意味着系统内出现故障。通过监测系统温度变化可以实现对与温度变化有密切联系的故障的监视，如系统内泄漏增加、环境温度过高、冷却器故障或效率降低、执行机构运动速度降低或出现爬行导致溢流量增加等；

4.泄漏量：泄漏量的大小直接反应了元件的磨损情况及密封性能的好坏。

通过监测以上工作参数达到对系统工作状态进行监视的目的外，还可以监测系统的振动、噪音、油液污染度、伺服元件的工作电流与颤振信号、电磁阀的通电状况、油箱增压空气压力、油箱内湿度、油箱液位、过滤器压差信号等，在可能的情况下应该尽可能多的选取被监测量，以便更全面的了解系统工作情况，综合分析系统运行趋势并为故障诊断与定位提供充分依据。

根据本实用新型，所述在线监测及故障诊断系统还包括可拆卸的监测器，所述监测器包括测试座、测试杆、由磁性材料制成的叶轮、磁敏电阻、密封圈和带有中空的管道的顶盖。其中，所述顶盖通过螺纹连接固定在测试座上，测试杆垂直于顶盖的管道中心线安装，叶轮的上方装有磁敏电阻，其中，所述测试座可通过连接装置与液压控制系统相连接，当所述测试座与液压控制系统相连接时，借助于调节螺杆的顺时针旋转使得测试杆进入液压控制系统的相应位置，从而使液压控制系统中的液压控制油带动叶轮旋转，通过该旋转所产生的磁力变化信号被所述磁敏电阻检测并输出给在线监测及故障诊断系统中的数据分析模块，从而推算出管道内的流速和流量。

优选地，将两个所述磁敏电阻前后排列并左右错位地布置，用以检测管道内液压控制油的流向；特别优选地，所述测试座可通过三通管接头与液压控制系统相连接；特别优选地，所述测试座可通过四通管接头或五通管接头与液压控制系统、压力传感元件和温度传感元件相连接，用以额外地同时对压力、温度进行测量。

优选地，所述单片机为MCS-15单片机。

单片机是一种具有计算机基本功能的工业控制器件，由于其体积小，成本低在工程领域得到了广泛的应用，此处采用的单片机是MCS-15单片机。将液压系统的主要特征参数进行监控，从而判断设备的工作状况，这些主要特征参数包括液压系统的压力、流量和油液的污染度。

由此，设计了基于单片机的液压系统在线监控系统。利用数据采集对压力、温度信号进行采集，通过显示器对数据进行实时显示。并根据检测到的数据分析液压控制系统的工作状态，当系统数据出现异常时进行报警，并给出相应异常原因。因此在线监测系统就可以在液压控制系统故障初期发现异常，进而给出警报及数据异常原因，避免故障造成更大的损失。

根据本实用新型，所述油箱为增压密闭油箱。

该增压密闭油箱具有以下优势：

1.改善油泵的自吸性

水-乙二醇液压液混合物的比重比一般矿物液压油要大，泵在负压吸入时容易产生气泡，进而产生气蚀现象，降低油泵及液压系统中其他元件的使用寿命。增压密闭油箱的充气压力可连续可调，确保泵为正压吸入，大大改善其吸入性，减少液压系统中的气蚀现象，增加泵、阀、缸等的寿命。

2.可以增加吸油滤精度

一般油箱的油泵的吸油滤精度不能太高，因为精度较高的吸油滤芯会产生较大的压差，使泵的吸油口负压增加，更容易产生气蚀现象，降低泵的寿命。但液压油经过精度较低的吸油滤后，液压油的清洁度不能保证，会降低泵的使用寿命。采用增压油箱便可以采用较高精度的吸油滤，更高清洁度的油液可以延长泵的使用寿命。

3.密闭油箱空气管理

水-乙二醇液压液在敞开的环境中会慢慢地挥发,溶液中的水分也会蒸发,此水溶液也会吸收空气中的水分或其他气体成分,使性质发生改变,严重时会导致不能使用。对此，油箱内装有空气湿度传感器，根据传感器的湿度数据，压缩空气回路可以对压缩空气进行干燥或加湿，保持水-乙二醇液压液中的水分含量，延长水-乙二醇液压液的使用时间。油箱也可以与具有一定压力的惰性气体相连，油箱内部压力可达0.05MPa。

优选地，所述油箱上还带有温度控制系统，所述温度控制系统为比例-积分-微分控制（PID）与模糊控制相结合的智能控制系统，用以对油箱中的油温进行调控。

液压系统的正常工作油液温度为40～55℃。采用PID控制与模糊控制相结合的智能控制方法保证油箱中的油液温度正常。

当油液温度在45-50℃之间，可以不采用模糊自适应PID控制；当油液温度高于50℃时，采用模糊自适应PID控制，电磁水阀的电磁铁得电，电磁水阀打开，冷却器投入工作,进行冷却；当油液的温度无法得到冷却，油液温度高于55℃时，温度控制回路发讯报警。此时要检查有无冷却水、水过滤器是否堵塞、冷却器水垢太多使冷却器无法冷却；当温度低于25℃时，温度控制回路发讯，使加热器开始工作。保证油泵能正常吸入油液。

温度控制系统的被控对象具有非线性、大惯性、滞后性等特点，而且温度控制易受被控对象、环境等因素的影响，难以确立精确的数学模型。使用模糊自适应PID控制系统，提高了系统对非线性、滞后性和不确定性等的处理能力，既具有模糊控制灵活、响应快、适应性强等优点,又具有PID控制精度高的特点。

优选地，所述增压密闭油箱与空气压缩机和湿度控制装置形成压缩空气回路，用以对用于增压的空气或惰性气体进行过滤处理和湿度调节；

优选地，所述压缩空气回路上还带有减压阀，用以调节进入增压密闭油箱中的压缩空气的压力。

优选地，所述压缩空气回路上还带有过滤装置，所述过滤装置选自高精度过滤器和滤油车中的一种或两种。

实践证明，液压系统80％左右的故障是由污染的油液引起的。

油液中的污染颗粒使液压元件加速磨损、寿命缩短、泵阀性能降低，甚至使阀芯卡死；还能磨损液压缸的密封件，缩短密封件使用寿命，使液压缸产生泄漏现象。因此必须保证油液的清洁度。

上述布置具有以下有益效果：

1.过滤装置保持油箱内空气的清洁；

2.设有独立的循环过滤冷却装置，可连续对油箱内液压油进行过滤以及温度调节；

3.泵出口设置高压过滤器，可保证到阀块的油清洁；

4.供油滤、回油滤和吸油滤、循环精油滤使用高精度油滤，滤材采用进口材料，具有精度高、纳污量大等特点。压力路过滤选用10μ级的油滤，回油过滤选用10μ级的油滤，循环精油滤选用5μ级的油滤净化能力可达到NAS6级。所有精油滤全部带污染电指示器，可实现堵塞报警。

根据本实用新型，所述减压站包括减压阀和分别布置在减压阀之前和之后的蓄能器；优选地，所述蓄能器为带有一个容量约50L的氮气瓶的气囊式蓄能器。

为吸收减压阀进口压力脉动、冲击，稳定减压阀进口压力，防止减压阀出口压力波动，减压阀前设置了一个40升蓄能器，每个蓄能器连接到1个50升的氮气瓶。

为吸收减压阀出口管路在换向阀换向过程中的压力冲击、脉动，稳定执行机构的压力，防止执行机构冲击，延长执行机构的寿命，减压阀后设置了一个40升蓄能器，每个蓄能器连接到1个50升的氮气瓶。

根据蓄能器在该两处的功能，选择气囊式蓄能器。气囊式蓄能器的特点是：反应灵敏，可吸收压力冲击和脉动，降低噪声。

根据本实用新型，所述煤锁控制站和灰锁控制站分别采用了液压联锁装置，分别用以控制灰锁控制阀、煤锁控制阀、泄压阀和充压阀的操作；优选地，所述控制阀为锥阀式阀；特别优选地，所述控制阀为包括一个或多个插装阀单元的集成阀。

目前气化炉液压系统各控制站采用叠加阀，但从维修排故方面，不如后期发展的液压集成阀方便、快捷。因此液压集成阀在气化炉液压系统中应用具备优势，为发展方向。液压集成阀还有以下优点：

1.可实现大功率控制，压力损失小，发热小。由于二通插装阀的使用减少了许多管路，沿程损失小；另一方面单个插装阀单元(逻辑阀单元)较之同口径的常规阀压力损失大大降低。

2.插装阀主要由逻辑单元(插装件)构成，它现已标准化，利于批量生产，可降低成本，能专业化生产，从而提高产品质量，设计时也可方便选用。

3.无高速换向冲击：这是在大功率液压系统中最容易出现也感到头疼的问题。插装阀为尺寸紧凑的锥阀式结构，切换时控制容积小，且无滑阀式阀的“正遮盖”概念，因而可高速切换，通过对先导部分的元件采取一些措施和适应切换过程中过渡状态的控制，可大大减轻切换时的换向冲击。

4.具有很高的工作可靠性：一般锥阀式阀难以因污物而引起动作不良，压力损失小、发热小，加之阀芯有一段较长的导向部分，不易产生歪斜卡死现象，因而动作可靠。

5.因为插装逻辑阀国内外已标准化，可以使不同制造厂的插装件能够互换，而且并未涉及阀的内部结构，这也给液压阀的设计工作留有广阔的发展余地。

6.插装逻辑阀便于集成化：可以将多个元件集中在一个块体内，构成一个液压逻辑控制系统，较之用常规的压力、方向和流量阀组成的系统重量可减轻1／3～1／4，效率可提高2％～4％。

7.只需改变先导阀或者更换控制盖板，便可改变、增加再生控制性能，精心选择控制盖板中的阻尼尺寸，可改善控制性能，防止冲击。

8.由于插装件(座阀式)为加压关闭，没有滑阀式阀的间隙泄漏。

此外，气化炉要求长周期24小时连续稳定运行，属于高温高压设备，加煤、排灰操作过程不允许有任何失误，为了防止误操作，采用液压联锁技术。

根据本实用新型，所述液压控制系统还包括取样装置，所述取样装置包括固定部分和可拆卸部分，其中，所述固定部分永久地安装在取样口上，可拆卸部分可拆卸地与所述固定部分相连接；优选地，所述取样口位于液压控制系统的管路上或位于油箱侧面；特别优选地，所述取样口位于油箱侧面相当于油箱内油面深度一半的位置处。

优选地，所述取样装置为取样阀。

根据本实用新型，所述液压控制系统中还布置有管路防爆阀，所述管路防爆阀在正常工作时可保证管路畅通，当管路中的流量超出给定水平时管路防爆阀关闭，切断爆管管路。

附图说明

图1为基于网络与PLC的液压监控系统模型；

图2为增压密闭油箱示意图；

图3为液压系统管路取样装置图；

图4为油箱取样装置图；

图5为在线监控与故障诊断系统；

图6为监测器的结构与原理；

图7为防爆管漏油装置的结构示意图；

图8为灰锁液压联锁示意图；

图9为煤锁液压联锁示意图。

以下将结合具体实施例对本实用新型进行详细的说明。

图1示出了一种基于网络与PLC的液压监控系统模型。该模型是一种分级的层次化结构形式，从下到上依次为设备层、车间级监控层、厂级监控诊断层与远程监视诊断中心层等。

系统操作人员通过HMI(人机交互界面)发出的操作指令经由车间以太网送到PLC主站，再经过现场PLC分站的AO、DO模块与设备总线对液压系统中相关研究进行调试与控制;同时液压系统运行过程中的状态参数经过设备总线与现场PLC分站的AI、DI模块送到PLC主站，在经过车间以太网送到监视站。工程技术人员可以通过工程师站对系统运行环境、参数进行设定、修改和维护。设在车间级的WWW服务器还可以将液压系统运行的状态参数经过厂局域网送到厂信息中心，供厂级监视诊断中心和远程监视诊断中心使用。

此模型具有以下几个特点：

1.将监视、诊断与控制功能统一到一个系统中实现；

全自动的监控、安全报警（采用现场控制、中控监视的控制方式，监控及操作信号引入气化炉DCS系统）。

油箱增压空气压力、油箱内湿度、关键部位压力、温度检测等可进行提前报故、事先排故，减小维修损失。

油箱液位开关装置可在油箱低液位、超低液位、高液位发出开关量信号；电子温度开关可自动发出开关量信号，用于控制冷却器并能报警、停机；

过滤器压差发讯装置在堵塞时发出开关量信号，表明需及时更换滤芯；

液压系统主油路上电子压力开关设置低压报警并启动备用泵。

四种工作模式：本地控制方式、自动远程控制方式、半自动远程控制方式、手动远程控制方式。

本地控制为手动控制，远程控制为随动控制和指令控制。

远程控制为主控制模式，本地控制为辅助控制模式，只有进行调试和检修时才使用本地控制模式。

远程控制中的指令控制是通过计算机实现的远距离控制，完全覆盖本地控制的全部功能。远程控制中的随动控制是接受其它系统的温度、油液压力、液位、压差信号，并随该信号进行实时调控本设备相应物理变量的控制方式。远程控制还具备本系统全部特征参数的监控功能。

2.系统构成上实现了分布式、模块化与层次化，既易于实现又便于维护，同时为今后系统升级提供了方便；

3.从网络观点看整个系统实际上构成一个监控诊断局域网，为最终实现实时、在线及远程监控奠定了基础。

图2示出了增压密闭油箱。所述增压密封油箱使用的压缩空气是经过过滤并可控制湿度，可以减少空气对油液的污染，可减小油液的变质，提高油液使用年限、提高泵、阀、缸等的寿命与可靠性。压缩空气回路中装有减压阀，可以调节油箱内压缩空气的压力。充气压力可达0.05MPa。油箱内装有空气湿度传感器，根据传感器的湿度数据，压缩空气回路可以对压缩空气进行干燥或加湿，保持水-乙二醇液压液中的水分含量，延长水-乙二醇液压液的使用时间。油箱也可以与具有一定压力的惰性气体相连，油箱内部压力可达0.05MPa。

图3和图4分别示出了系统中设置采样阀（根据用户要求可提供与采样阀相匹配的专用采样接头、采样瓶），为保证采样过程中油液不受到二次污染，采样阀与采样接头采取零泄漏结构，采样瓶采用洁净程度符合要求的专用容器。

图3示出了从运行中的液压系统管路中取样示意图。

a.液压系统管路取样装置见图3，装置分为固定连接部分和可拆部分。在使用前将固定连接部分即带有单向阀的快换接头体永久地安装在取样口上，并盖上防尘罩，可拆部分仅在取样时使用。

b.取样点的位置随液压系统不同而不同，但应选择在固定颗粒污染分布最具代表性的位置上。

c.将取样装置的可拆部分与固定部分连接。

d.启动液压系统并使其空载运行至油液呈紊流状态。

e.把防尘罩擦净，然后拿去防尘罩。打开针阀，放出200mL油液，以冲洗取样装置，油液收集在废液瓶里。

f.关闭针阀。

g.取样瓶放在取样位置，管子口插入取样瓶内。

h.打开针阀，油样不超过取样瓶容积的75%，不少于50%。

i.关闭针阀，盖上防尘盖。

j.分别将塑料膜和瓶盖盖在取样瓶上。

k.取下取样装置的可拆部分，并用合适的试剂冲洗去残留的油液。

l.在快换接头的固定部位立即罩上防尘罩。

图4示出了在运行的液压系统油箱内取样的示意图。

a.油箱取样装置见图4。

b.在油箱的侧面寻找一个合适的部位，大约H/2液面深度的位置确定取样开口，并安装好快换接头。

c.取样方法见从运行中的液压系统管路中取样(c-l)。

图5示出了以单片机MCS-51在线监控与故障诊断系统的示意图。在图中，表征液压系统主要工况的压力、流量和污染度的信息分别被压力传感器、流量传感器和污染传感器采集后，得到比较微弱的模拟电信号这些信号不足以驱动单片机，故必须进行信号放大、整流、筛选等必须的信号处理，但这样的信号仍是模拟信号，是单片机系统不能处理的，所以必须再经过A/D模/数的转换，导入MCS51单片机，该单片机芯片8031中存储压力、流量和污染度的指标参数，经过预先编制的程序，单片机将采集到的信号与存储在其中的指标参数进行比较分析和判断，确定系统是否即将发生故障，还是经历多长时间发生故障，如果是，则在显示屏上显示各项参数并发出相应的报警，提醒设备的操作者采取相应的措施。

图6示出了监测器的结构示意图。测试座1做成三通管接头，类型与规格可与所连液压系统的相应位置相匹配。测试杆2垂直于管道中心线安装，密封圈5防止泄露，顶盖6与测试座1用螺纹牢固连接。测试时，调节螺杆7顺时针旋转，测试杆2进入测试位置（图示位置）。磁性材料制成的叶轮3在管内压力油的作用下旋转。叶轮3的上方装有磁敏电阻4，用以接受磁力变化信号，并将该信号输出给二次仪表。二次仪表制成台式（在线监测）。二次仪表测出叶轮3的转速，进而推算出管内的流速和流量。每个测试器都经过标定，以保证测试精度。一般流量计的测量精度0.5%～2%之间，本测试器控制在5%以内，对故障诊断来说以足够了。如用两个磁敏电阻前后排列并左右错位，则可测出管内液体流向。如需测压力、温度时，可将测试座1做成四通或五通，将压力传感器和温度传感器接上即可。

所述测试器可连接在液压系统的相应部位，检测时进入系统，正常工作时可退出以恢复正常工况。

防爆管漏油措施如图7所示，通向气化炉执行机构的液压系统压送管路安装有流量计。当焊点开焊、软管破裂、液压缸或换向阀发生内漏时，流量超过2m³/h，发出报警信号，通过控制器使主管路上液控单向阀关闭，与相应主管路断开，防止油液大量泄漏，造成损失，污染环境。

如图8和图9所示，当灰锁上锥阀关时，泄压阀开；

当泄压阀关时，灰锁上锥阀开；

当泄压阀开时，灰锁下锥阀开；

当充压阀关时，煤锁上锥阀开；

当泄压阀关时，煤锁下锥阀开；

当煤锁下锥阀关时，泄压阀开；

当煤锁下锥阀、上锥阀同时关，充压阀开。

Claims (15)

1.一种液压控制系统，所述系统是用于气化炉的液压控制系统，所述系统包括带有油箱的泵站、减压站、煤锁控制站、灰锁控制站，其特征在于，所述液压控制系统还具有在线监测及故障诊断系统，所述在线监测及故障诊断系统包括布置在液压控制系统中的压力传感器、流量传感器、污染传感器、信号处理模块、信号转换模块、以单片机为基础的数据分析模块、显示装置和报警装置。 

2.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述在线监测及故障诊断系统还包括可拆卸的监测器，所述监测器包括测试座（1）、测试杆（2）、由磁性材料制成的叶轮（3）、磁敏电阻（4）、密封圈（5）和带有中空的管道的顶盖（6）；其中，所述顶盖（6）通过螺纹连接固定在测试座（1）上，测试杆（2）垂直于顶盖（6）的管道中心线安装，叶轮（3）的上方装有磁敏电阻（4）；所述测试座（1）可通过连接装置与液压控制系统相连接，当所述测试座（1）与液压控制系统相连接时，借助于调节螺杆（7）的顺时针旋转使得测试杆（2）进入液压控制系统的相应位置，从而使液压控制系统中的液压控制油带动叶轮（3）旋转，通过该旋转所产生的磁力变化信号被所述磁敏电阻（4）检测并输出给在线监测及故障诊断系统中的数据分析模块，从而推算出管道内的流速和流量。 

3.根据权利要求2所述的液压控制系统，其特征在于，将两个所述磁敏电阻（4）前后排列并左右错位地布置，用以检测管道内液压控制油的流向。 

4.根据权利要求2所述的液压控制系统，其特征在于，所述测试座（1）可通过三通管接头、四通管接头或五通管接头与液压控制系统、压力传感元件和温度传感元件相连接，用以额外地同时对压力、温度进行测量。 

5.根据权利要求1所述的液压控制系统，其特征在于，所述单片机为MCS-15单片机。 

6.根据权利要求1或2所述的液压控制系统，其特征在于，所述油箱为增压密闭油箱，其中，所述油箱上还带有温度控制系统，所述温度控制系统为比例-积分-微分控制器与模糊控制相结合的智能控制系统，用以对油箱中的油温进行调控。 

7.根据权利要求6所述的液压控制系统，其特征在于，所述增压密闭油 箱与空气压缩机和湿度控制装置形成压缩空气回路，用以对用于增压的空气或惰性气体进行过滤处理和湿度调节。 

8.根据权利要求7所述的液压控制系统，其特征在于，所述压缩空气回路上还带有减压阀，用以调节进入增压密闭油箱中的压缩空气的压力。 

9.根据权利要求7所述的液压控制系统，其特征在于，所述压缩空气回路上还带有过滤装置，所述过滤装置选自高精度过滤器和滤油车中的一种或两种。 

10.根据权利要求1或2所述液压控制系统，其特征在于，所述减压站包括减压阀和分别布置在减压阀之前和之后的蓄能器，所述蓄能器为带有一个容量约50L的氮气瓶的气囊式蓄能器。 

11.根据权利要求1或2所述的液压控制系统，其特征在于，所述煤锁控制站和灰锁控制站分别采用了液压联锁装置，分别用以控制灰锁控制阀、煤锁控制阀、泄压阀和充压阀的操作；其中，所述控制阀为锥阀式阀。 

12.根据权利要求11所述的液压控制系统，其特征在于，所述控制阀为包括一个或多个插装阀单元的集成阀。 

13.根据权利要求1或2所述的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统还包括取样装置，所述取样装置包括固定部分和可拆卸部分，其中，所述固定部分永久地安装在取样口上，可拆卸部分可拆卸地与所述固定部分相连接；其中，所述取样口位于液压控制系统的管路上或位于油箱侧面。 

14.根据权利要求13所述的液压控制系统，其特征在于，所述取样装置为取样阀。 

15.根据权利要求1或2所述的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统中还布置有管路防爆阀，所述管路防爆阀在正常工作时可保证管路畅通，当管路中的流量超出给定水平时管路防爆阀关闭，切断爆管管路。 

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