一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统及测试方法技术方案

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。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。本发明专利技术能准确反映出其实际性能状态，发现故障隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断系统及测试方法
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。
技术介绍
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
技术实现思路
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。
技术实现思路
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及测试方法，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(含负载)位移信号，传感器模块分别测量比例阀方向阀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模块的蓄能器相连；蓄能器及油路管线模块另一端和比例方向阀相连。传感器模块包括位移传感器601、压力传感器602、压力传感器603、压力传感器604。位移传感器601与油动机运动杆相连，保持同步运动，压力传感器602、压力传感器603、压力传感器604分别与比例阀方向阀4的P、A、B口压力管路相连。系统控制采集模块与上位机通过以太网连接。系统控制采集模块8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。上位机与系统控制采集模块通过以太网进行信息交互，上位机接收控制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。一种脉宽调制数控比例方向阀故障诊断测试方法，其特征在于：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。步骤一：初始条件测试，包括如下步骤：(1)打开气压调节模块，调节气动泵供气压力，气动泵启动并相应升压，蓄能器维持压力稳定，通过油路管线系统输出至比例方向阀的P口；(2)传感器模块输出信号至系统控制采集模块，进行信号调理、模数转换后输出给上位机；(3)调节气压调节模块，使比例方向阀4的P口压力至指定压力范围。步骤二：信号采集，包括如下步骤：(1)确认满足测试初始条件后，上位机根据要求发出控制指令至比例阀控控制器，比例阀控控制器发出PMW驱动信号至比例方向阀4，比例方向阀动作继而使油动机(带负载)运动；(2)传感器模块采集油动机的位置信号、比例方向阀的压力P、A、B口信号，采集模块采集先导阀位置信号、主阀位置信号，一并输出到上位机显示、保存；步骤三：信号分析，包括如下步骤：在上位机上进行信号分析，包括分析先导阀、主阀、油动机的动作随控制信号变换的相应变化、比例方向阀A、B口压力的相应改变；若曲线基本趋势正常，则进一步分析出稳态性能、动态响应性能、频率响应特性、死区、动作时间等参数，若不正常，需要先排除比例阀控制器的故障，然后再针对性确认比例方向阀的故障。步骤四：生成报告：在上位机上自动生成word版测试报告，包括上述试验中的参数特征值、曲线，得出综合结论，完成一次比例方向阀性能检测试验本专利技术的显著效果在于：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，本专利技术包括气压调节模块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601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601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601、压力传感器602、压力传感器603、压力传感器604，位移传感器601与油动机5运动杆相连，保持同步运动，压力传感器602、压力传感器603、压力传感器604分别与比例阀方向阀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601测量油动机(含负载)5位移信号、压力传感器602、603、604分别测量比例阀方向阀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601与油动机运动杆相连，保持同步运动；本文档来自技高网...

【技术保护点】
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(1)、气动泵(2)、蓄能器及油路管线模块(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(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；/n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(601)测量油动机(含负载)(5)位移信号，传感器模块(6)分别测量比例阀方向阀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)；/n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；蓄能器及油路管线模块(3)另一端和比例方向阀(4)相连。/n

【技术特征摘要】
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(1)、气动泵(2)、蓄能器及油路管线模块(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(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(601)测量油动机(含负载)(5)位移信号，传感器模块(6)分别测量比例阀方向阀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；蓄能器及油路管线模块(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(601)、压力传感器(602)、压力传感器(603)、压力传感器(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(601)与油动机(5)运动杆相连，保持同步运动，压力传感器(602)、压力传感器(603)、压力传感器(604)分别与比例阀方向阀(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...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒芝锋，朱翠云，朱汉武，刘赛楠，沈勇波，黄萍，杨威，李宏博，符帅，罗伟，
申请(专利权)人：核动力运行研究所，中核武汉核电运行技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42