專(zhuān)利名稱(chēng)：高爐液壓站監(jiān)控保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液壓站控制和保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及液壓站監(jiān)控保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
液壓傳動(dòng)在高爐冶煉的許多子系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。液壓站是用于控制和驅(qū)動(dòng)高爐生產(chǎn)所必須的液壓設(shè)備的動(dòng)力源和控制中樞，其運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響到高爐的生產(chǎn)。液壓站一旦出現(xiàn)問(wèn)題，將造成液壓設(shè)備動(dòng)作異常，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的癱瘓，給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)高爐生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的液壓站進(jìn)行必要的監(jiān)控和保護(hù)非常重要。目前，在對(duì)液壓站運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控上，都是對(duì)液位、油溫、油壓、泵運(yùn)行故障等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行上位機(jī)監(jiān)視或就地儀表顯示。由于對(duì)液壓站運(yùn)行參數(shù)的變化缺乏實(shí)時(shí)有效的分析，液壓站控制系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)預(yù)知液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的劣化趨勢(shì)和故障信息，從而無(wú)法滿(mǎn)足高爐連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程所要求的預(yù)防維修的要求。因此，一種能夠?qū)σ簤赫镜倪\(yùn)行參數(shù)進(jìn)行有效監(jiān)控，將監(jiān)控參數(shù)的異常變化和液壓站的保護(hù)結(jié)合起來(lái)的液壓站監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)及其控制方法應(yīng)運(yùn)而生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高爐液壓站監(jiān)控保護(hù)方法，實(shí)現(xiàn)液壓站系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)、數(shù)據(jù)自動(dòng)處理、設(shè)備自動(dòng)保護(hù)功能，維持液壓站的穩(wěn)定與安全。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種高爐液壓站監(jiān)控保護(hù)方法，其特征在于它包括以下步驟
1)實(shí)時(shí)檢測(cè)實(shí)時(shí)溫度值、實(shí)時(shí)油位值、實(shí)時(shí)油壓值、過(guò)濾器堵塞信號(hào)、液壓泵電源故障信號(hào)，電機(jī)保護(hù)器故障信號(hào)；
2)預(yù)設(shè)溫度指標(biāo)、油位指標(biāo)和油壓指標(biāo)；
溫度指標(biāo)有溫度高高值、溫度高值、溫度低值、溫度低低值、加熱器停機(jī)溫度值和冷卻器停機(jī)溫度值；
油位指標(biāo)有油位高值和油位低值；
油壓指標(biāo)有油壓高值和油壓低值；
3)當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值高于溫度高值，或?qū)崟r(shí)溫度值低于油溫低值，或?qū)崟r(shí)油壓值高于油壓高值，或出現(xiàn)濾油器堵塞信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警；
4)當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值高于溫度高高值或低于溫度低低值時(shí)，停止液壓泵；當(dāng)實(shí)時(shí)油位值低于油位低值時(shí)，停止液壓泵；當(dāng)實(shí)時(shí)油壓值連續(xù)N秒低于油壓低值時(shí)，停止液壓泵；當(dāng)出現(xiàn)液壓泵電源故障信號(hào)或電機(jī)保護(hù)器故障信號(hào)時(shí)，備用液壓泵自投；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值低于溫度低值時(shí)，啟動(dòng)加熱器；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值高于加熱器停機(jī)溫度值時(shí)，關(guān)閉加熱器；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值高于溫度高值時(shí)開(kāi)冷卻器；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值低于冷卻器停機(jī)溫度值時(shí)，關(guān)冷卻器；
所述的N為預(yù)設(shè)值。按上述方案，所述的過(guò)濾器堵塞信號(hào)采用壓差檢測(cè)的方式來(lái)獲得，過(guò)濾器濾芯壓差大于O. 3OMpa則輸出過(guò)濾器堵塞信號(hào)。按上述方案，所述的實(shí)時(shí)油壓信號(hào)采用液位開(kāi)關(guān)作為控制連鎖信號(hào)，采用磁致伸縮液位傳感器作為液位的監(jiān)視數(shù)據(jù)。按上述方案，所述的油溫高高值定為55°C，油溫高值定為50°C，油溫低值定為 20°C，油溫低低值定為5°C，加熱器停機(jī)溫度值定為35°C，冷卻器停機(jī)溫度值定為35°C。按上述方案，所述的油壓高值定為18MPa，油壓低定為14. 8MPa。按上述方案，當(dāng)停止液壓泵時(shí)，記錄停機(jī)原因。本發(fā)明的有益效果為緊密結(jié)合液壓站系統(tǒng)的自身特點(diǎn)，選取關(guān)鍵參數(shù)予以實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)監(jiān)控參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)處理，實(shí)現(xiàn)了液壓站的設(shè)備自動(dòng)保護(hù)，擁有很強(qiáng)的預(yù)警和故障處理能力，保證了液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。


圖I為本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的控制流程圖。
具體實(shí)施例方式圖I為本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)框圖，包括可編程邏輯控制器PLC、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、帶溢流閥的液壓泵、加熱器、冷卻器和信號(hào)采集裝置；帶溢流閥的液壓泵、加熱器、冷卻器和信號(hào)采集裝置分別與PLC連接，PLC與監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接；其中信號(hào)采集裝置采集的信號(hào)由PLC傳遞給監(jiān)控計(jì)算機(jī)，監(jiān)控計(jì)算機(jī)根據(jù)信號(hào)采集裝置的信號(hào)發(fā)出控制指令經(jīng)PLC控制加熱器、冷卻器和液壓泵。信號(hào)采集裝置包括油位檢測(cè)裝置、油溫檢測(cè)裝置、油壓檢測(cè)裝置和濾油器堵塞檢測(cè)裝置。本實(shí)施例中，油溫檢測(cè)裝置選用熱電阻；油壓檢測(cè)裝置選用電子壓力繼電器；油位檢測(cè)裝置包括液位開(kāi)關(guān)和磁致伸縮液位傳感器，其中液位開(kāi)關(guān)產(chǎn)生控制連鎖信號(hào)，磁致伸縮液位傳感器采集液位的監(jiān)視數(shù)據(jù)。一種高爐液壓站監(jiān)控保護(hù)方法如圖2所示，它包括以下步驟
1)實(shí)時(shí)檢測(cè)實(shí)時(shí)溫度值、實(shí)時(shí)油位值、實(shí)時(shí)油壓值、過(guò)濾器堵塞信號(hào)、液壓泵電源故障信號(hào)，電機(jī)保護(hù)器故障信號(hào)；
2)預(yù)設(shè)溫度指標(biāo)、油位指標(biāo)和油壓指標(biāo)；
溫度指標(biāo)有溫度高高值、溫度高值、溫度低值、溫度低低值、加熱器停機(jī)溫度值和冷卻器停機(jī)溫度值；
油位指標(biāo)有油位高值和油位低值；
油壓指標(biāo)有油壓高值和油壓低值；
3)當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值高于溫度高值，或?qū)崟r(shí)溫度值低于油溫低值，或?qū)崟r(shí)油壓值高于油壓高值，或出現(xiàn)濾油器堵塞信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警；
4)當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值高于溫度高高值或低于溫度低低值時(shí)，停止液壓泵；當(dāng)實(shí)時(shí)油位值低于油位低值時(shí)，停止液壓泵；當(dāng)實(shí)時(shí)油壓值連續(xù)N秒低于油壓低值時(shí)，停止液壓泵；當(dāng)出現(xiàn)液壓泵電源故障信號(hào)或電機(jī)保護(hù)器故障信號(hào)時(shí)，備用液壓泵自投；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值低于溫度低值時(shí)，啟動(dòng)加熱器；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值高于加熱器停機(jī)溫度值時(shí)，關(guān)閉加熱器；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值高于溫度高值時(shí)開(kāi)冷卻器；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值低于冷卻器停機(jī)溫度值時(shí)，關(guān)冷卻器；所述的N為預(yù)設(shè)值，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶋H情況選取，本實(shí)施例中取N=20秒；
5)當(dāng)停止液壓泵時(shí)，記錄停機(jī)原因。下面結(jié)合圖I和圖2，詳細(xì)介紹液壓站監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制方法。(I)關(guān)鍵參數(shù)的選取和檢測(cè)系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)
液壓站中的高油溫會(huì)嚴(yán)重影響液壓油的壽命，低油溫會(huì)造成油泵吸空、阻損加大，油溫的變化不僅反應(yīng)了整個(gè)系統(tǒng)的工作效率和運(yùn)行質(zhì)量的的變化，還與液壓油的壽命有著密切的關(guān)系，故測(cè)溫傳感器采用熱電阻，既保證測(cè)量精度又保證動(dòng)態(tài)響應(yīng)性。液壓站油位應(yīng)該保持在一個(gè)正常油位，長(zhǎng)期低油位運(yùn)行，將對(duì)油箱、油泵、液壓電磁閥、液壓油產(chǎn)生惡劣影響。故該信號(hào)采用液位開(kāi)關(guān)作為控制連鎖信號(hào)，采用磁致伸縮液位傳感器作為液位的監(jiān)視數(shù)據(jù)。液壓站油壓應(yīng)該保持在一個(gè)正常油壓，若油壓過(guò)低，說(shuō)明液壓系統(tǒng)可能存在漏油現(xiàn)象；油壓過(guò)高，對(duì)液壓管路以及液壓油缸都會(huì)有一定的損傷。故液壓信號(hào)采用電子壓力繼電器，送出兩路數(shù)字量信號(hào)和一路模擬量信號(hào)。液壓站的油路應(yīng)該保持相對(duì)潔凈，故需要引入濾油器堵塞檢測(cè)裝置，采用壓差檢測(cè)的方式來(lái)檢測(cè)濾油的濾芯是否堵塞。液壓站的油泵、加熱器、冷卻器是液壓站的重要設(shè)備，其中，液壓泵是動(dòng)力之源，價(jià)格昂貴，對(duì)其保護(hù)應(yīng)該是重中之重，因此，液壓泵電機(jī)電源信號(hào)、運(yùn)行信號(hào)、電流信號(hào)、電機(jī)保護(hù)器的診斷信號(hào)都應(yīng)該選定為重要的監(jiān)控參數(shù)。(2)監(jiān)控指標(biāo)的分析與確定
本實(shí)例中，監(jiān)控指標(biāo)需要確定以下5個(gè)指標(biāo)和相關(guān)溫度的報(bào)警及設(shè)備動(dòng)作連鎖值；和油位相關(guān)的報(bào)警及動(dòng)作連鎖值，和油壓相關(guān)的報(bào)警及動(dòng)作連鎖值，和濾油器堵塞相關(guān)的報(bào)警值，和液壓泵電機(jī)等設(shè)備相關(guān)的故障報(bào)警值。液壓站的液壓油的最佳工作溫度為20_50°C。故本實(shí)施例中的油溫高高值定為 55°C，油溫高值定為50°C，油溫低值定為20°C，油溫低低值定為15°C，加熱器停機(jī)溫度值定為35°C，冷卻器停機(jī)溫度定為35°C。爐頂液壓站單個(gè)設(shè)備的正常工作的油壓為15MPa。油壓高值定為18MPa，油壓低值定為14. 8MPa、持續(xù)20秒，S卩如果在20秒內(nèi)，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)油壓值仍小于油壓低值，則可以認(rèn)定系統(tǒng)因油路泄露或油泵機(jī)械故障造成液壓系統(tǒng)油壓低。爐頂液壓站的油箱高度為80cm，結(jié)合油箱體積和液壓管路實(shí)際情況，液壓高油位開(kāi)關(guān)安裝在60cm的高度，補(bǔ)油位的開(kāi)關(guān)安裝在35cm的高度，低油位的開(kāi)關(guān)安裝在30cm的高度。低油位信號(hào)是一個(gè)重要的連鎖信號(hào)，低油位的安裝位置一定要高于液壓泵進(jìn)油口的高度。為了保證液壓油的正常過(guò)濾，濾油器應(yīng)工作在濾芯壓差不大于O. 30MPa的工作環(huán)境下，故循環(huán)過(guò)濾器的堵塞定為壓差大于O. 30Mpa。液壓泵的電機(jī)功率為22KW，其正常工作的電流為41A，通過(guò)電機(jī)保護(hù)器對(duì)該電機(jī)進(jìn)行必要的綜合保護(hù)。需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)施例中僅給出一具體實(shí)例，其中的參數(shù)，如溫度、壓力、油位高度等，均可根據(jù)環(huán)境、氣候和液壓系統(tǒng)液壓油本身的特性適當(dāng)微調(diào)。
(3)液壓站的安全保護(hù)策略
第一，溫度、壓力、油位、濾油器堵塞報(bào)警策略。當(dāng)出現(xiàn)油溫高、油溫低、油壓高或?yàn)V油器堵塞信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)將給予報(bào)警，提醒工作人員液壓站的系統(tǒng)處于非正常狀態(tài)，需要進(jìn)行必要的維檢；當(dāng)出現(xiàn)油溫高高、油溫低低、油壓低、油位低或電機(jī)保護(hù)器故障信號(hào)，給予報(bào)警并連鎖停機(jī)。第二，使用加熱器、冷卻器的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)的保護(hù)策略。當(dāng)出現(xiàn)油溫低信號(hào)，則啟動(dòng)加熱器；當(dāng)油溫大于加熱器停機(jī)連鎖溫度后，則停止加熱器；當(dāng)出現(xiàn)油溫高信號(hào)，則啟動(dòng)冷卻器；當(dāng)油溫小于冷卻器停機(jī)連鎖溫度后，則停止冷卻器。通過(guò)加熱器和冷卻器的自動(dòng)控制，可以調(diào)節(jié)油溫在正常工作的油溫范圍內(nèi)。第三，液壓泵安全控制策略，作為液壓站的核心部件，液壓泵啟動(dòng)和運(yùn)行與液壓站的油溫、油壓、油位等信號(hào)連鎖，即當(dāng)出現(xiàn)油溫高高、油溫低低、油壓低、油位低或電機(jī)保護(hù)器故障信號(hào)時(shí)，液壓泵必須停止運(yùn)行且無(wú)法啟動(dòng)，并記錄停機(jī)原因。當(dāng)工作泵出現(xiàn)電氣故障或電機(jī)保護(hù)器故障時(shí)，備用立即投入運(yùn)行，以保證液壓站系統(tǒng)的正常無(wú)間斷工作。綜上，本發(fā)明提出的液壓站監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)和方法，在深入剖析液壓站重要運(yùn)行參數(shù)特性的前提下，完成了重要檢測(cè)值檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和監(jiān)控指標(biāo)的確定，將液壓站各個(gè)設(shè)備的動(dòng)作邏輯與自動(dòng)處理的實(shí)時(shí)參數(shù)緊密結(jié)合，保證了液壓站的可靠運(yùn)行和提前預(yù)警。
權(quán)利要求
1.一種高爐液壓站監(jiān)控保護(hù)方法，其特征在于它包括以下步驟1)實(shí)時(shí)檢測(cè)實(shí)時(shí)溫度值、實(shí)時(shí)油位值、實(shí)時(shí)油壓值、過(guò)濾器堵塞信號(hào)、液壓泵電源故障信號(hào)，電機(jī)保護(hù)器故障信號(hào)；2)預(yù)設(shè)溫度指標(biāo)、油位指標(biāo)和油壓指標(biāo)；溫度指標(biāo)有溫度高高值、溫度高值、溫度低值、溫度低低值、加熱器停機(jī)溫度值和冷卻器停機(jī)溫度值；油位指標(biāo)有油位高值和油位低值；油壓指標(biāo)有油壓高值和油壓低值；3)當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值高于溫度高值，或?qū)崟r(shí)溫度值低于油溫低值，或?qū)崟r(shí)油壓值高于油壓高值，或出現(xiàn)濾油器堵塞信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警；4)當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值高于溫度高高值或低于溫度低低值時(shí)，停止液壓泵；當(dāng)實(shí)時(shí)油位值低于油位低值時(shí)，停止液壓泵；當(dāng)實(shí)時(shí)油壓值連續(xù)N秒低于油壓低值時(shí)，停止液壓泵；當(dāng)出現(xiàn)液壓泵電源故障信號(hào)或電機(jī)保護(hù)器故障信號(hào)時(shí)，備用液壓泵自投；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值低于溫度低值時(shí)，啟動(dòng)加熱器；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值高于加熱器停機(jī)溫度值時(shí)，關(guān)閉加熱器；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值高于溫度高值時(shí)開(kāi)冷卻器；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度值低于冷卻器停機(jī)溫度值時(shí)，關(guān)冷卻器；所述的N為預(yù)設(shè)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐液壓站監(jiān)控保護(hù)方法，其特征在于所述的過(guò)濾器堵塞信號(hào)采用壓差檢測(cè)的方式來(lái)獲得，過(guò)濾器濾芯壓差大于O. 30Mpa則輸出過(guò)濾器堵塞信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐液壓站監(jiān)控保護(hù)方法，其特征在于所述的實(shí)時(shí)油壓信號(hào)采用液位開(kāi)關(guān)作為控制連鎖信號(hào)，采用磁致伸縮液位傳感器作為液位的監(jiān)視數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐液壓站監(jiān)控保護(hù)方法，其特征在于所述的油溫高高值定為55°C，油溫高值定為50°C，油溫低值定為20°C，油溫低低值定為5°C，加熱器停機(jī)溫度值定為35°C，冷卻器停機(jī)溫度值定為35°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐液壓站監(jiān)控保護(hù)方法，其特征在于所述的油壓高值定為18MPa，油壓低定為14. 8MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任意一項(xiàng)所述的高爐液壓站監(jiān)控保護(hù)方法，其特征在于當(dāng)停止液壓泵時(shí)，記錄停機(jī)原因。
全文摘要
本發(fā)明提供高爐液壓站監(jiān)控保護(hù)方法，實(shí)時(shí)檢測(cè)實(shí)時(shí)溫度值、油位值、油壓值、過(guò)濾器堵塞信號(hào)、液壓泵電源故障信號(hào)，電機(jī)保護(hù)器故障信號(hào)；并通過(guò)將實(shí)時(shí)采集的信號(hào)與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，按照一定的邏輯關(guān)系輸出控制指令或報(bào)警指令。本發(fā)明緊密結(jié)合液壓站系統(tǒng)的自身特點(diǎn)，選取關(guān)鍵參數(shù)予以實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)監(jiān)控參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)處理，實(shí)現(xiàn)了液壓站的設(shè)備自動(dòng)保護(hù)，擁有很強(qiáng)的預(yù)警和故障處理能力，保證了液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。
文檔編號(hào)C21B7/24GK102606462SQ20121009450
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者馬智慧 申請(qǐng)人:中冶南方工程技術(shù)有限公司