CN211740604U - 一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统 - Google Patents
一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统 Download PDFInfo
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Abstract
本系统及测试方法属于数控比例方向阀性能检测领域，具体涉及一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统及测试方法。目前，常规检查无法发现核电厂电液比例方向阀运行期间故障，影响机组正常运行发电，造成较大安全隐患。比例方向阀与油动机相连；比例阀控制器和传感器模块相连；油动机与位移传感器连接；传感器模块与系统控制采集模块连接；比例阀控制器与系统控制采集模块、位移传感器连接，形成数控比例方向闭环控制系统。一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断测试方法，包括如下步骤：步骤一：初始条件测试；步骤二：信号采集；步骤三：信号分析；步骤四：生成报告。本发明能够模拟并检测其阀芯动作位移、负载位移、油压等参数，分析出稳态性能、动态响应性能、频率响应特性、死区、动作时间等，准确反映出其实际性能状态，发现故障隐患。
Description
技术领域
本系统及测试方法属于数控比例方向阀性能检测领域，具体涉及一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统。
背景技术
随着工业设备自动化程度的提高，电液比例技术的应用越来越广泛，典型的表现是当前大量液压系统中都采用了先进的电液比例方向阀，如核电厂汽轮机等大型系统。目前，核电厂电液比例方向阀运行期间故障频发，主要表现为阀芯卡涩等故障，部分拟更换的备件也存在同样问题，而常规检查无法发现该故障，影响机组正常运行发电，造成较大安全隐患。
本发明内容主要针对以上问题，为核电厂脉宽调制(PMW)数控比例方向阀提出一种故障诊断系统及测试方法，模拟比例方向阀运行压力和负载，给定控制信号，形成闭环控制系统，并检测其阀芯动作位移、负载位移、油压等参数，准确反映出其实际性能状态，发现故障隐患。
发明内容
1.目的：
为了准确数控比例方向阀的实际性能状态，发现故障隐患，提出一种脉宽调制(PMW)数控比例方向阀故障诊断系统，系统模拟比例方向阀运行压力和负载，给定控制信号，形成闭环控制系统，并检测其阀芯动作位移、负载位移、油压等参数，分析出稳态性能、动态响应性能、频率响应特性、死区、动作时间等。
2.技术方案：
一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统，包括气压调节模块、气动泵、蓄能器及油路管线模块、比例方向阀、油动机、传感器模块、比例阀控制器、系统控制采集模块、上位机。比例方向阀与油动机相连；比例阀控制器和传感器模块相连；油动机与位移传感器连接；传感器模块与系统控制采集模块连接；比例阀控制器与系统控制采集模块、位移传感器连接，形成数控比例方向闭环控制系统；
比例阀控制器发出PMW驱动信号至比例方向阀，传感器模块接收比例方向阀发出的信号、位移传感器测量油动机位移信号，传感器模块分别测量比例方向阀P、A、B口压力；传感器模块将信号传输至系统控制采集模块；
气压调节模块与气动泵连接，为气动泵提供工作气源；气动泵入口与油路管线模块的储油箱相连，气动泵输出口与蓄能器及油路管线的蓄能器相连；蓄能器及油路管线另一端和比例方向阀相连。
所述的传感器模块包括位移传感器A、压力传感器B、压力传感器 C、压力传感器D。
所述的位移传感器A与油动机运动杆相连，保持同步运动，压力传感器B、压力传感器C、压力传感器D分别与比例方向阀的P、A、B 口压力管路相连。
所述系统控制采集模块与上位机通过以太网连接。
所述的系统控制采集模块接收传感器模块的输出信号、比例阀控制器监控点信号，进行调理和模数转换。
所述的上位机与系统控制采集模块通过以太网进行信息交互，上位机接收系统控制采集模块的信号，并对信号进行分析处理、显示、储存、报告，并对系统控制采集模块发出控制指令。
本发明的显著效果在于：模拟比例方向阀运行压力和负载，给定各种控制信号，形成闭环控制系统，并检测其阀芯动作位移、负载位移、油压等参数，分析出稳态性能、动态响应性能、频率响应特性、死区、动作时间等，准确反映出其实际性能状态，发现故障隐患。
附图说明
图1数控比例方向阀故障诊断系统示意图
图2数控比例方向闭环控制系统图
图中：1、气压调节模块；2、气动泵；3、蓄能器及油路管线；4、比例方向阀；5、油动机；6、传感器模块；7、比例阀控制器；8、系统控制采集模块；9、上位机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本专利进行详细描述：
如图1、图2所示，本发明包括气压调节模块1、气压调节模块1 与气动泵2连接，气动泵2与蓄能器及油路管线模块3连接，比例方向阀4与油动机5、比例阀控制器7、传感器模块6相连接，油动机5 与位移传感器A601连接，传感器模块6与控制采集模块8连接，比例阀控制器7与控制采集模块8、位移传感器A601连接，形成数控比例方向闭环控制系统，控制采集模块8与上位机9通过以太网连接。
所述传感器模块6包括位移传感器A601、压力传感器B602、压力传感器C603、压力传感器D604，位移传感器A601与油动机5运动杆相连，保持同步运动，压力传感器B602、压力传感器C603、压力传感器D604分别与比例方向阀4的P、A、B口压力管路相连。
气压调节模块1与气动泵2连接，为气动泵2提供工作气源，气源压力大小可以调节；
气动泵2与气压调节模块1和蓄能器及油路管线模块3相连，由气压调节模块1提供工作气源，气动泵2入口与油路管线模块3的储油箱相连，气动泵2输出口与蓄能器及油路管线模块3的蓄能器相连，气动泵2为蓄能器及油路管线模块3提供油压；
蓄能器及油路管线模块3与气动泵2和比例方向阀4相连，在试验时为比例方向阀4入口P提供指定的稳定油压；
比例方向阀4为测试对象，与蓄能器及油路管线模块3、油动机(含负载)5、传感器模块6、比例阀控制器7相连，蓄能器及油路管线模块3为比例方向阀4提供指定的稳定油压，比例阀控制器7发出PMW 驱动信号至比例方向阀4，比例方向阀4动作继而使油动机(带负载) 5运动，传感器模块6测试比例方向阀4的相关参数、位移传感器A601 测量油动机(含负载)5位移信号、压力传感器B602、压力传感器C603、压力传感器C604分别测量比例方向阀P、A、B口压力；
油动机(含负载)5与比例方向阀4、传感器模块6相连，油动机 5两个油缸分别与比例方向阀4A、B口相连，位移传感器A601与油动机运动杆相连，保持同步运动；
传感器模块6与比例方向阀4、油动机(含负载)5、比例阀控制器7、系统控制采集模块8相连，将采集到的压力(P、A、B口)信号传送到系统控制采集模块8；
比例阀控制器7与比例方向阀4、传感器模块6、系统控制采集模块8相连，比例阀控制器7接受系统控制采集模块8的控制信号，然后发出PMW驱动信号至比例方向阀4，比例方向阀4动作带动油动机5 动作，由位移传感器A601测量其位移量，并反馈给比例阀控制器7，形成闭环控制；
系统控制采集模块8与传感器模块6、比例阀控制器7、上位机9 相连，系统控制采集模块8接受接收上位机9的指令，输出对应信号至比例阀控制器7使其动作，系统控制采集模块8接收传感器模块6 的输出信号、比例阀控制器7监控点信号，并进行调理和模数转换，并将转换后的信号通过以太网发送至上位机9；
上位机9与系统控制采集模块8通过以太网相连，上位机9接收控制系统控制采集模块8的信号，并对信号进行分析处理、显示、储存、报告等，上位机9发出指令给系统控制采集模块8以控制比例方向阀 4动作。
Claims (6)
1.一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统，包括：气压调节模块(1)、气动泵(2)、蓄能器及油路管线(3)，其特征在于：比例方向阀(4)与油动机(5)相连；比例阀控制器(7)和传感器模块(6)相连；油动机(5)与位移传感器A(601)连接；传感器模块(6)与系统控制采集模块(8)连接；比例阀控制器(7)与系统控制采集模块(8)、位移传感器(601)连接，形成数控比例方向闭环控制系统；
比例阀控制器(7)发出PMW驱动信号至比例方向阀(4)，传感器模块(6)接收比例方向阀(4)发出的信号、位移传感器A(601)测量油动机(5)位移信号，传感器模块(6)分别测量比例方向阀(4)P、A、B口压力；传感器模块(6)将信号传输至系统控制采集模块(8)；
气压调节模块(1)与气动泵(2)连接，为气动泵(2)提供工作气源；气动泵(2)入口与蓄能器及油路管线(3)的储油箱相连，气动泵(2)输出口与蓄能器及油路管线(3)的蓄能器相连；蓄能器及油路管线(3)另一端和比例方向阀(4)相连。
2.如权利要求1所述的一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统，其特征在于：所述的传感器模块(6)包括位移传感器A(601)、压力传感器B(602)、压力传感器C(603)、压力传感器D(604)。
3.如权利要求2所述的一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统，其特征在于：所述的位移传感器A(601)与油动机(5)运动杆相连，保持同步运动，压力传感器B(602)、压力传感器C(603)、压力传感器D(604)分别与比例方向阀(4)的P、A、B口压力管路相连。
4.如权利要求1所述的一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统，其特征在于：所述系统控制采集模块(8)与上位机(9)通过以太网连接。
5.如权利要求1所述的一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统，其特征在于：所述的系统控制采集模块(8)接收传感器模块(6)的输出信号、比例阀控制器(7)监控点信号，进行调理和模数转换。
6.如权利要求4所述的一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统，其特征在于：所述的上位机(9)与系统控制采集模块(8)通过以太网进行信息交互，上位机(9)接收系统控制采集模块(8)的信号，并对信号进行分析处理、显示、储存、报告，并对系统控制采集模块(8)发出控制指令。
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| CN201822165719.7U CN211740604U (zh) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | 一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111351650A (zh) * | 2018-12-21 | 2020-06-30 | 核动力运行研究所 | 一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统及测试方法 |
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2018
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| CN111351650A (zh) * | 2018-12-21 | 2020-06-30 | 核动力运行研究所 | 一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统及测试方法 |
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