劉陽+左冬艷

摘要：液壓系統(tǒng)漏油對生產(chǎn)、設(shè)備的影響很大，會造成生產(chǎn)停產(chǎn)、設(shè)備損壞，油品消耗也相應(yīng)增加。本文闡述了通過增加模擬量液位計及時發(fā)現(xiàn)漏油進(jìn)而減少油品消耗所做的改造優(yōu)化工作。

關(guān)鍵詞：液位計；磁性開關(guān)；模擬量

0 引言

隨著液壓傳動技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，先進(jìn)的比例控制技術(shù)用于液壓站的調(diào)壓，再加上新穎、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在生產(chǎn)企業(yè)液壓系統(tǒng)是為設(shè)備運行提供動力的最佳選擇。首秦公司4300mm生產(chǎn)線液壓站有油箱35個，因密封破損、油管破裂造成的油品消耗極大。液壓站的油箱液位采用磁性開關(guān)檢測，存在漏油發(fā)現(xiàn)不及時、信號誤報等現(xiàn)象。為及時發(fā)現(xiàn)漏油現(xiàn)象，在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上增加模擬量液位計并增加連鎖、報警等功能，實現(xiàn)了對油箱液位的實時監(jiān)控，減少了油品的消耗。

1原液壓站所液位檢測情況

液壓系統(tǒng)是保障壓機(jī)與裝卸機(jī)正常、準(zhǔn)確動作的關(guān)鍵，油箱用來儲存保證液壓系統(tǒng)工作所需的油液的容器，要保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作，油箱內(nèi)油品必須能夠保證在一定的液位范圍。

油箱液位檢測，目前都是通過磁性開關(guān)檢測。磁性開關(guān)是一種利用磁場信號來控制的線路開關(guān)器件，也叫磁控開關(guān)。每個油箱使用四個磁性開關(guān)，分別對應(yīng)高、正常、低和空四個位置。液位低于設(shè)定值時，監(jiān)控系統(tǒng)會發(fā)出指令并聲光報警，提示操作人員液位異常，當(dāng)液位降到空液位時，液壓站所有液壓泵停機(jī)。

在實際使用過程中，液位開關(guān)只能設(shè)置到某一固定值，當(dāng)供油管路出現(xiàn)破損或密封損壞造成油品損失，液壓供油壓力最低要在160Pa以上，若未及時發(fā)現(xiàn)，油箱液位會繼續(xù)下降，直至降到跳站液位，出現(xiàn)漏油故障時油品消耗很大。若此時磁浮子磁性減弱、磁浮子表面附著雜物或磁性開關(guān)故障，不能返回信號時，會造成更多油品損耗，甚至出現(xiàn)油箱油品跑空，供油泵吸空現(xiàn)象發(fā)生，輕則造成電機(jī)過熱跳電，重則造成供油泵燒毀，給生產(chǎn)和設(shè)備造成較大損失。

2 模擬量液位的安裝和使用

2.1 磁致伸縮傳感器

根據(jù)現(xiàn)場實際運行情況，自動化人員結(jié)合油箱的液位檢測特點，提出使用磁致伸縮傳感器檢測液位。磁致伸縮液位計利用磁性浮子隨液位浮動進(jìn)行工作，但其工作原理與浮球液位計完全不同[1]。

磁致伸縮位移（液位）傳感器，通過內(nèi)部非接觸式的測控技術(shù)精確地檢測活動磁環(huán)的絕對位置來測量被檢測產(chǎn)品的實際位移值的；由于作為確定位置的活動磁環(huán)和敏感元件并無直接接觸，因此傳感器可應(yīng)用在極惡劣的工業(yè)環(huán)境中，不易受油漬、溶液、塵?；蚱渌廴镜挠绊?。此外，傳感器采用了高科技材料和先進(jìn)的電子處理技術(shù)，因而它能應(yīng)用在高溫、高壓和高振蕩的環(huán)境中。傳感器輸出信號為絕對位移值，即使電源中斷、重接，數(shù)據(jù)也不會丟失，更無須重新歸零。由于敏感元件是非接觸的，就算不斷重復(fù)檢測，也不會對傳感器造成任何磨損，可以大大地提高檢測的可靠性和使用壽命?，F(xiàn)場安裝的傳感器如圖2所示：

2.2壓差式液位計

使用磁致伸縮傳感器能夠精準(zhǔn)測量油箱液位，精度可達(dá)到毫米級，但其費用非常高。為降低備件成本同時又能實現(xiàn)液壓站油箱液位全部模擬量檢測，又采用了壓力傳感器檢測油箱液位。在油箱底部安裝一個壓力變送器模仿靜壓式液位變送器，通過液位和壓力之間的換算關(guān)系轉(zhuǎn)換成液位。而此種方法利用公式p=ρg h計算得出，因油品經(jīng)過設(shè)備運行一周再回到油箱會伴隨部分水，兩者密度不同，所以計算出來的液位會存在一點偏差。但是在生產(chǎn)中，液位并不是需要精準(zhǔn)到需要毫米級的精度，存在的偏差不會對系統(tǒng)運行造成嚴(yán)格意義上的影響。現(xiàn)場安裝的壓力變送器如圖3所示：

2.3 模擬量液位計的控制系統(tǒng)

液壓站站所監(jiān)控畫面在監(jiān)控值班室，使用西門子WinCC軟件編程，能直觀觀察站所設(shè)備運行情況，包括電機(jī)運行轉(zhuǎn)速，閥門開關(guān)狀態(tài)，供油壓力，油箱溫度，油箱液位等。

液壓站的控制使用羅克韋爾的控制系統(tǒng)RSLogix5000軟件編程。RSLogix5000是美國羅克韋爾自動化有限公司開發(fā)的用于對其公司PLC產(chǎn)品編程的軟件[2]。它具有靈活的梯形圖編輯器、拖放式操作、統(tǒng)一的項目查看、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫編輯器等特點。

AB所使用的網(wǎng)絡(luò)類型都是開放的網(wǎng)絡(luò)，可以與其他公司的產(chǎn)品做到很好的兼容，AB控制層網(wǎng)絡(luò)采用ControlNet網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)是一種高性能的工業(yè)局域網(wǎng)，具有開放性、高效率、多功能、確定性和可重復(fù)性、靈活性等特點，擴(kuò)展性極強(qiáng)，可共享I/O，并具有強(qiáng)大方便的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，診斷功能及可靠性。

模擬量液位能夠?qū)崟r監(jiān)測液位，通過變送器轉(zhuǎn)換成4-20mA的工業(yè)電流信號，經(jīng)模擬量模塊采集后顯示成油箱液位，操作人員能夠?qū)崟r觀察液位高度及其變化情況。

3 模擬量液位計改造前后對比

改造前每個油箱液位只能單獨查看，而加熱爐、粗軋機(jī)、精軋機(jī)、精整線的液壓站所監(jiān)控畫面又在不同的工程師站，出現(xiàn)報警也只能單獨查看。發(fā)生故障時要在不同的主機(jī)之間切換，增加了操作人員的工作量，同時增加了故障查找時間。改造后將所有液壓站液位監(jiān)測都集中在一臺監(jiān)控畫面上，并制作了液位顯示畫面，在一個監(jiān)控界面上能夠同時實時的觀察所有站所的液位情況。

監(jiān)控畫面采用WinCC軟件編程，與AB公司PLC之間的通訊通過OPC通訊，實現(xiàn)了對變量的采集和輸出。

改造前，液位設(shè)定需要在現(xiàn)場對液位開關(guān)逐個調(diào)整，即費時又費力；改造成模擬量液位計后在監(jiān)控畫面做了液位設(shè)定對話框，操作人員可從“液位設(shè)置”對話框中調(diào)整，根據(jù)現(xiàn)場實際液位填充不同的數(shù)值?？呻S時進(jìn)行調(diào)整，程序中根據(jù)液位設(shè)定進(jìn)行連鎖報警或跳站，在出現(xiàn)故障時并根據(jù)生產(chǎn)情況調(diào)整，在設(shè)備故障處理完不能及時加油時可調(diào)整設(shè)定值保證生產(chǎn)進(jìn)行，之后再進(jìn)行補(bǔ)油工作，這樣能夠提高生產(chǎn)效率。

同時在現(xiàn)有監(jiān)控的基礎(chǔ)上增加了語音播報系統(tǒng)，當(dāng)液壓站所液位低到設(shè)定值會語音播報相應(yīng)站所的故障情況及報警信息。液壓站模擬量液位計整合畫面如圖4所示：

增加模擬量液位計后，避免了以往使用液位開關(guān)只能檢測固定設(shè)定值的返回信號，生產(chǎn)中容易造成油品的浪費。同時，安裝模擬量液位計后可實時觀察液位變化情況，根據(jù)每天觀察液位變化情況，也可以反向推出哪個站所供油系統(tǒng)存在問題，可以有針對性的查找設(shè)備運行情況，極大的減少了油品的消耗。

4 結(jié)束語

首秦公司利用現(xiàn)有自動化設(shè)備和硬件條件，增加了液壓站及潤滑站所的油箱液位檢測，實時的觀察液位變化情況，精準(zhǔn)的測量液位，減少了操作人員的工作量，縮短了設(shè)備停機(jī)時間，提高了生產(chǎn)效率。通過設(shè)備的改造，實現(xiàn)了液位變化的實時監(jiān)控，可為液壓系統(tǒng)設(shè)備故障提前預(yù)警，減少了大量油品的浪費，增加模擬量液位計后油品消耗降低了40%。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊朝虹，李煥. 新型液位檢測技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢.工礦自動化，2009，35（6）：61-64.

[2] 趙穎淼. 基于RSLogix5000軟件的模塊化設(shè)計.工業(yè)設(shè)計， 2015，（9）：115-117.

作者簡介：劉陽（1981-），男，河北青龍人，工程師，主要從事加熱爐自動化控制和液壓站控制方面的工作。endprint