數(shù)控卷闆(pan)機的狀(zhuang)态監測(ce)與故障(zhang)診斷系(xi)統是一(yī)個集信(xìn)号采集(ji)、工況分(fen)析、狀态(tai)顯示以(yi)及故障(zhàng)診斷于(yu)一體的(de)多任🌈務(wù)信息處(chù)理系統(tong)。為了解(jiě)決狀态(tài)監測和(hé)故障診(zhen)斷中多(duō)任務與(yu)實時性(xing)的㊙️矛盾(dun)，整🐕個系(xì)統由狀(zhuàng)态監測(ce)與故障(zhang)診☀️斷兩(liǎng)個子系(xi)統組成(cheng)，其中前(qián)一個子(zǐ)系統完(wan)成數控(kòng)卷⛷️闆機(ji)狀态實(shí)💰時監測(cè)功能，後(hòu)一個子(zǐ)系❓統完(wan)成數控(kong)卷闆機(ji)故障診(zhen)斷功能(neng)。

系統結(jie)構的實(shí)現有兩(liang)種形式(shi)。

(1)數(shù)控卷闆(pan)機上、下(xia)位機組(zǔ)成的系(xì)統。

這類(lèi)系統往(wang)往由機(jī)上和機(jī)下兩部(bu)分組成(chéng)，安裝于(yú)卷闆機(jī)上的部(bu)分進行(hang)工況監(jiān)測、數據(jù)記錄和(he)狀态顯(xian)示⚽，而診(zhěn)斷計算(suan)機則置(zhì)于控制(zhi)室。當需(xū)要對卷(juàn)闆機上(shang)的🈲部分(fèn)進✂️行檢(jian)查時，插(chā)人👈手持(chí)式終端(duan)，讀取現(xian)場采集(ji)的全部(bù)工況數(shù)據并存(cún)儲；然後(hòu)取下手(shǒu)持式終(zhong)端，在控(kong)制🌐室中(zhōng)将數據(ju)輸入診(zhen)斷計算(suàn)機中，就(jiu)可以診(zhěn)斷液壓(ya)系統、動(dòng)力系統(tong)、機構和(hé)裝置系(xi)統、附屬(shǔ)系統等(děng)各部分(fen)的故障(zhàng)，同時也(yě)能診🚶斷(duàn)自身的(de)故障。采(cǎi)用這種(zhǒng)方式可(kě)以讓多(duō)台卷闆(pǎn)機共享(xiang)一套診(zhen)斷計算(suàn)機終端(duān)，節省費(fèi)用，也便(biàn)于🏒維護(hù)、備件管(guǎn)理及打(dǎ)🈚印報表(biǎo)等。

(2)數控卷(juàn)闆機随(suí)機安裝(zhuāng)的系統(tong)。

這類系(xì)統采用(yòng)彩色液(ye)晶顯示(shì)器，能動(dòng)态反映(yìng)主機系(xi)統的參(cān)💜數變化(huà)，部分關(guan)鍵參數(shù)用曲線(xiàn)實時跟(gen)蹤指示(shi)；還能利(lì)用🈲經驗(yan)知識，綜(zōng)合利用(yong)實時數(shu)據，進行(hang)故障的(de)推理，從(cóng)㊙️而找出(chū)故障點(dian)。有的還(hai)可以進(jin)行作📐業(ye)量統計(jì)👨‍❤️‍👨。這類系(xi)統通常(chang)具有黑(hēi)匣子的(de)👈功能，即(jí)記🈲錄故(gu)障過去(qù)的發展(zhan)狀況，便(bian)于區别(bie)是機器(qì)本身的(de)㊙️故障還(hai)是操作(zuo)人員違(wei)反操作(zuo)❄️規程引(yǐn)起的損(sǔn)壞，并對(dui)不合理(li)的操作(zuo)予以提(tí)示。

上述(shu)兩種形(xing)式是目(mu)前大多(duo)數液壓(yā)卷闆機(jī)狀态監(jian)測與故(gu)障診斷(duàn)系統所(suo)采用的(de)，但國内(nei)成功的(de)應用☔實(shi)例仍然(ran)很少。在(zai)線診斷(duan)的實現(xiàn)受制于(yu)被診斷(duan)系統的(de)構造、運(yùn)行方式(shi)和工作(zuò)場所等(deng)多方面(miàn)因素，因(yin)此本系(xì)統結構(gou)采用第(di)一種形(xíng)式，完成(cheng)液🌈壓卷(juàn)闆機運(yùn)行狀态(tai)的在線(xian)監測和(he)離線故(gu)障診📐斷(duan)功能，該(gai)形🈲式的(de)缺點是(shi)✏️信息數(shù)量有限(xiàn)。

數控卷(juàn)闆機系(xi)統模型(xíng)的構建(jiàn)

液(ye)壓卷闆(pǎn)機工作(zuo)時産生(sheng)噪聲、振(zhèn)動、污染(rǎn)、高溫，且(qie)存❌在着(zhe)不穩定(dìng)因素，所(suo)以本系(xi)統工作(zuo)環境惡(e)劣。為完(wan)成預定(dìng)功能，系(xì)統對😄參(cān)數采集(ji)精度、運(yun)行的穩(wen)定性和(hé)可靠性(xing)等要求(qiu)都較高(gāo)，但控制(zhì)方面沒(méi)有什麼(me)要求。因(yīn)此，下位(wèi)機隻要(yào)采用高(gāo)性能的(de)單片機(ji)，并配以(yǐ)相應的(de)數據處(chù)理和抗(kang)幹擾技(jì)術，就能(néng)滿足系(xì)統實時(shí)性要求(qiú)；上位機(jī)則采用(yòng)普通的(de)PC。上(shang)、下位機(ji)之間采(cǎi)用 RS一232串口通(tong)信，由下(xia)位機保(bǎo)存液壓(ya)卷闆機(ji)約4h的工況(kuàng)數據，然(ran)後插入(ru)掌上電(diàn)腦讀取(qǔ)該數據(jù)，再傳送(sòng)給上位(wei)機❄️。系統(tǒng)的模型(xíng)如圖1所示(shi)。

數控卷(juàn)闆機狀(zhuang)态監測(ce)系統

1.系(xì)統功能(néng)分析，液(yè)壓卷闆(pǎn)機狀态(tai)監測與(yǔ)故障診(zhěn)斷系統(tǒng)🌏模型

本系(xì)統以SWE4．2液壓卷(juan)闆機為(wéi)監測對(duì)象，選取(qu)發動機(ji)轉速、燃(ran)油油位(wèi)、機油壓(yā)💛力、主泵(beng)1和(he)2的(de)壓力、液(ye)壓油溫(wēn)度、液壓(ya)油油位(wei)、冷卻水(shui)溫度、冷(lěng)卻水水(shui)🍉位💚、濾📱清(qīng)器差壓(yā)、空濾器(qì)負壓、蓄(xù)電池電(dian)壓、啟動(dong)開關和(he)行走速(su)度開🥰關(guan)共14項參數(shu)為檢測(cè)項目，通(tōng)過對這(zhe)些參數(shù)的自動(dòng)監測和(he)工況分(fen)🥰析，為液(ye)壓卷闆(pan)機的運(yun)行狀态(tài)趨勢分(fèn)析和故(gù)障診斷(duàn)打✍️下基(jī)💚礎。系⭐統(tǒng)的主要(yào)功能如(ru)下。

(1)數(shu)據采集(jí)功能。自(zi)動采集(jí)液壓卷(juan)闆機14項運(yun)行工況(kuang)參數，包(bao)括發動(dòng)機轉速(su)、燃油油(yóu)位、機油(yóu)壓力等(děng)。

(2)數據(ju)處理和(he)存儲功(gōng)能。自動(dòng)進行采(cai)集數據(jù)的處理(li)，包括清(qing)除誤差(cha)、曲線拟(ni)合等，并(bìng)生成數(shù)據文件(jiàn)存儲起(qi)來供二(er)🔴次處理(lǐ)使用。

(3)顯示功(gōng)能。通過(guo)液晶顯(xiǎn)示器顯(xiǎn)示當前(qian)的運行(háng)狀态。

(4)報警功(gong)能。設備(bei)故障或(huò)運行參(cān)數超限(xiàn)時均能(neng)發出報(bào)警🤩，可根(gen)🈲據異常(cháng)情況的(de)嚴重程(chéng)度進行(hang)三級報(bao)警🈲，并記(jì)錄報📞警(jing)信息。

(5)曲線繪(hui)制和打(da)印功能(neng)。能夠自(zi)動繪制(zhì)特性曲(qǔ)線，并做(zuò)出趨勢(shi)分析。

(6)通信功(gong)能。通過(guò)RS一(yi)232串(chuàn)口向上(shàng)位機傳(chuán)送所采(cǎi)集的數(shu)據信息(xī)。

系(xi)統單片(piàn)機選用(yòng)ATMEL89C51，同(tóng)時擴充(chōng)64K EPROM用(yong)于存儲(chǔ)報警限(xian)值和相(xiang)應的檢(jian)測程序(xù)，擴充帶(dài)掉電🧑🏾‍🤝‍🧑🏼保(bao)⭕護的64K RAM用于(yu)存儲液(ye)壓卷闆(pan)機的4h工況(kuàng)數據。系(xi)統的結(jié)構如圖(tu)5—58所示(shi)。

系統測(cè)試原理(lǐ)如下：将(jiāng)傳感器(qi)檢測到(dao)的發動(dòng)機轉㊙️速(su)、發動機(jī)油壓、冷(leng)卻液溫(wēn)度、液壓(yā)油油位(wèi)、行走速(sù)度開關(guān)等參數(shu)值📧送人(ren)微機，進(jìn)行分析(xi)計算，并(bìng)将實測(cè)值與内(nèi)置的标(biāo)準值比(bi)較，判斷(duan)液壓卷(juan)闆機運(yun)行狀态(tai)是否良(liáng)👨‍❤️‍👨好；對異(yi)常征兆(zhao)用發🍉光(guang)二極管(guan)、閃光報(bào)警燈和(hé)報警喇(lǎ)叭進行(hang)三級報(bào)警；同時(shi)将相關(guan)數值保(bǎo)🌂存下來(lai)，傳送到(dào)上位機(jī)進行曲(qǔ)🏃‍♂️線繪制(zhì)、趨勢分(fen)☂️析和打(da)印輸出(chu)。

2.數(shu)控卷闆(pǎn)機狀态(tai)監測系(xì)統結構(gou)

系統硬(yìng)件設計(jì)

系(xì)統硬件(jian)按功能(neng)的不同(tong)劃分為(wéi)主處理(lǐ)器模塊(kuài)、信💁号處(chù)理模塊(kuài)‼️、電源模(mo)塊、通信(xin)模塊、狀(zhuang)态與報(bao)警模塊(kuài)5個(ge)部分。

主(zhǔ)處理器(qì)模塊。

系統(tǒng)采用ATMEL89C51微處(chù)理器，擴(kuò)充帶掉(diào)電保護(hù)的64K RAM用于存(cun)儲液壓(yā)卷闆機(ji)的4h工況數(shu)據。該模(mó)塊由EPROM、RAM、I/O、掉(diao)電保護(hu)以及液(ye)晶顯示(shi)驅動組(zu)成。

信号(hào)處理模(mó)塊。

①輸入信(xin)号處理(li)電路。輸(shū)入信号(hào)處理電(dian)路是微(wēi)處理器(qì)與外界(jiè)聯系的(de)通道。輸(shu)入信号(hào)處理電(diàn)路的第(dì)一部分(fen)用于接(jiē)收數字(zì)信号，數(shu)字信号(hao)來自啟(qi)動開關(guān)等；輸入(ru)信号處(chu)理電路(lu)的第二(èr)部分用(yong)于接收(shou)和轉換(huàn)各種傳(chuán)感器輸(shū)入的模(mo)拟信号(hao)；輸入信(xin)号處理(lǐ)電路的(de)第三部(bù)分用于(yú)與其他(ta)計算機(jī)控制系(xi)統進行(háng)通信聯(lián)系，信号(hào)形式為(wéi)脈沖數(shù)字信号(hào)；輸入信(xin)号處理(li)電路的(de)第四部(bù)分用于(yú)接收診(zhen)斷觸發(fa)信号，也(yě)是脈沖(chòng)數字信(xin)号。其中(zhong)，模拟信(xin)号輸入(ru)通道的(de)任務是(shì)将傳感(gǎn)器産生(shēng)的模拟(ni)信号轉(zhuan)換為數(shù)字信号(hào)後輸入(rù)微處理(li)器。模拟(nǐ)信号輸(shu)人通道(dào)主要由(yóu)信号處(chu)理裝置(zhi)、多路選(xuan)擇開關(guan)、采樣保(bǎo)持器和(hé)模數(A/D)轉換(huàn)器組成(cheng)。信号處(chu)理裝置(zhi)包括标(biāo)度變換(huan)、電平轉(zhuan)換和信(xìn)🈲号濾波(bo)等。

在本監(jiān)測系統(tong)中，發動(dòng)機試驗(yàn)過程中(zhōng)的機油(you)壓力經(jing)轉換♈成(cheng)電壓信(xin)号并放(fàng)大後，送(sòng)入A/D闆的輸(shū)入端進(jìn)行采集(jí)；反映溫(wen)度量的(de)熱電阻(zu)信号經(jīng)過❤️熱🔴電(dian)阻調理(lǐ)闆後，再(zai)經隔離(lí)放大闆(pǎn)，送到A/D闆的(de)輸入端(duān)進行數(shù)據采集(jí)。系統采(cai)用的A/D和D/A都為(wéi)12bit，因(yin)此系統(tong)的檢測(cè)、控制精(jīng)度均能(néng)滿足試(shi)驗的要(yao)求。對🔞于(yu)發🔞動🔴機(ji)的轉速(sù)，不能由(you)A/D轉(zhuan)換直接(jiē)得到。霍(huò)爾傳感(gǎn)器測得(dé)的轉速(sù)信号經(jīng)隔離整(zhěng)形後接(jie)到單片(pian)機的輸(shu)入端ISl，利用(yòng)外部脈(mo)沖計數(shù)中斷來(lai)計算發(fa)動機的(de)轉速。 盡(jin)管監測(cè)系🈲統中(zhōng)的啟動(dòng)開關信(xin)号是數(shù)字信号(hao)，但是這(zhè)些信号(hào)并不🐪能(néng)直接由(yóu)微處理(lǐ)器進行(hang)處理，還(hai)需要數(shu)字信号(hao)輸入通(tong)道進行(hang)電👨‍❤️‍👨平轉(zhuan)換和抗(kang)幹擾等(deng)處理。隻(zhi)有将輸(shū)入的數(shu)字信号(hào)轉換為(wei)TTL電(dian)平，才能(neng)被微處(chù)理器接(jie)收。

②輸出信(xìn)号處理(lǐ)電路。

該(gāi)電路的(de)作用是(shi)在微處(chu)理器和(he)顯示器(qi)以及報(bao)警電路(lù)之間建(jian)立聯系(xi)。由于微(wēi)處理器(qi)産生的(de)控制信(xin)号都是(shì)數字信(xin)号，因此(ci)輸出信(xìn)号處理(lǐ)電路為(wei)數字信(xìn)号輸出(chu)通道。數(shu)字信号(hao)輸出通(tong)道的作(zuo)用是将(jiāng)微處理(lǐ)器産生(sheng)的數字(zi)控制信(xìn)号傳輸(shū)給數字(zì)信号控(kòng)制的報(bao)警電路(lù)。

(3)電源(yuán)模塊。

系(xì)統各種(zhong)傳感器(qi)、信号處(chù)理電路(lù)、單片機(ji)主機及(ji)外圍芯(xin)片、通信(xìn)電路等(deng)都需要(yào)合适的(de)電源才(cái)能正常(chang)🔞工作，它(tā)們所需(xū)電壓👌并(bing)不相同(tong)。對系統(tǒng)電源模(mo)塊的要(yao)求為：處(chu)于惡劣(lie)環境中(zhōng)仍能💞正(zhèng)常工作(zuò)，能适應(ying)較寬的(de)供電電(diàn)壓變化(hua)範圍，能(neng)防止從(cong)電源地(di)線引入(ru)的幹擾(rǎo)，采用高(gāo)可靠性(xìng)元件，功(gong)率及電(diàn)壓裕度(du)也較大(dà)。

(4)通信(xìn)模塊。

使用(yong)RS一(yi)232串(chuàn)口通信(xin)。該模塊(kuai)的功能(néng)是處理(li)主機和(he)單片機(jī)之間的(de)通信，主(zhu)機給下(xià)位機發(fa)送指令(ling)，下位機(jī)給主機(ji)發送監(jiān)測數據(ju)。該模🐉塊(kuai)傳送的(de)信息包(bao)括：

①命令信(xin)息，上位(wei)機的控(kong)制指令(lìng)發送到(dào)下位機(ji)；

②數(shù)據信息(xi)，單片下(xia)位機檢(jian)測到的(de)狀态信(xìn)息發送(song)到上位(wei)PC中(zhōng)，以便主(zhǔ)機進行(háng)監控和(hé)進一步(bu)的數據(jù)分析處(chù)理。

(5)狀(zhuang)态與報(bào)警模塊(kuài)。

為了将(jiāng)程度不(bu)同的緊(jǐn)急狀況(kuang)傳遞給(gei)司機，系(xì)統根據(jù)檢🔴測的(de)參數性(xìng)質采用(yòng)三級報(bao)警的方(fāng)法。

①第一級(ji)報警：通(tong)過裝置(zhi)上相應(yīng)的二極(jí)管發光(guang)實現。它(tā)隻👈是提(ti)🈲醒司機(ji)注意，在(zai)這種情(qing)況下機(ji)器還能(néng)工作一(yi)段時間(jian)，如🔴燃油(you)液位超(chāo)過低限(xiàn)等。

②第二級(ji)報警：通(tong)過總報(bào)警燈和(hé)故障項(xiàng)發光二(er)極管同(tong)時發光(guang)報警。這(zhe)種報警(jǐng)要求司(sī)機密切(qiē)關注故(gù)障的發(fā)展，但不(bú)需要立(lì)㊙️即關機(ji)。這類故(gù)障多屬(shǔ)高溫問(wèn)題，如液(yè)壓系統(tǒng)油溫過(guo)高、發動(dong)機溫度(du)過高等(deng)。

③第(dì)三級報(bào)警：通過(guo)報警喇(la)叭、總報(bào)警燈和(hé)故障項(xiang)發光二(èr)極管同(tóng)時動作(zuò)來報警(jǐng)。第三級(ji)報警内(nèi)容包括(kuo)發動機(ji)油壓過(guò)低、液壓(yā)油✊位過(guo)低、無冷(leng)卻液等(děng)。對第三(san)級報‼️警(jǐng)，司機應(yīng)立即🧑🏾‍🤝‍🧑🏼關(guān)機檢查(chá)并修理(li)。

數控卷(juan)闆機系(xì)統軟件(jiàn)要求如(ru)下：

軟件(jian)結構清(qing)晰、簡潔(jié)，流程合(he)理。各功(gong)能實現(xian)模塊化(hua)、子🈲程序(xù)化，這樣(yàng)既便于(yu)調試，又(you)便于移(yí)植和修(xiu)改。具有(yǒu)自診斷(duàn)功能，在(zài)系統工(gōng)💁作前先(xian)運行自(zì)診斷程(chéng)序。采用(yòng)軟件抗(kang)幹擾措(cuò)施，提高(gāo)系統的(de)可靠性(xing)。

所(suǒ)示為A/D采樣(yang)模塊流(liú)程，如圖(tú)2所(suo)示為檢(jiǎn)測參數(shù)模塊流(liu)程。

3．故(gu)障診斷(duan)系統

提取(qu)下位機(jī)各檢測(cè)項的數(shu)據，進行(hang)曲線繪(huì)制和趨(qu)🛀勢🤞分🈚析(xi)，同時對(dui)時域信(xin)号進行(háng)FFT變(bian)換，利用(yòng)頻譜分(fèn)析的方(fang)法，對液(ye)壓卷闆(pǎn)機系統(tong)進行故(gu)障檢🈲測(ce)和診斷(duàn)。

系統收(shou)集、整理(li)液壓卷(juan)闆機的(de)故障知(zhī)識，構建(jiàn)完整💯的(de)故障知(zhī)識庫，将(jiang)專家知(zhi)識、檢測(cè)系統傳(chuan)來的信(xìn)息以及(jí)人機💜交(jiāo)互的信(xìn)息進行(háng)融合分(fèn)析，通過(guò)一定的(de)推理機(ji)🔅制進行(háng)故障定(dìng)位，并提(tí)☀️出維修(xiū)方案。　　　　

以上(shàng)就是西(xi)安宁波(bo)优金材(cai)料制造(zao)有限公(gong)司為您(nín)帶來的(de)數控卷(juan)闆機的(de)狀态監(jian)測與故(gù)障診斷(duan)系統分(fèn)析處理(lǐ)的相關(guan)資訊，相(xiang)信各位(wei)夥伴對(dui)卷闆機(ji)也有了(le)一定的(de)了解。

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