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1、研究ResearchandDesign与设计基于虚拟仪器的挖掘机液压状态检测系统设计蔡培俭(中铁19局集团矿业公司,辽宁辽阳111000)摘要:简要介绍了虚拟仪器及LabVIEW开发软件,应用LabVIEW软件,以NI公司信号调理模块和高性能多功能数据采集卡6024E为硬件基础,同时配合使用相应的传感器,设计了挖掘机液压系统的状态检测系统。该系统能够实现数据的采集、滤波、信号的分析、数据的存储、信息的查询等等。该系统检测功能完善,界面友好,使用简单、方便,无论是从功能上还是从经济上都比采用传统仪器具有很大的优越性,便于维修技术人员使用。关键词:虚拟仪器;LabVIEW;挖掘机;液压系
2、统;状态检测中图分类号:TP274文献标识码:A文章编号:16723953(2010)03003004蔽,这些都给故障诊断和状态检测带来困难。如何1虚拟仪器和LabVIEW简介对液压系统进行在线监测,保证其正常的运转,是摆[2]虚拟仪器是美国国家仪器公司NI(nationalin在技术人员面前的一大难题。strument)在20世纪80年代最早提出来的,它是指液压设备故障诊断中常用的诊断参数有:振动、通过应用程序将通用计算机与功能化硬件结合起压力、温度、油液污染度、容积效率、泄漏量等等。液来,用户通过图形界面来操作这台计算机,就如同在压系统工作是否正常,取决于两个主要工作参数即操
3、作自己定义、设计的单台仪器,从而完成对被测试压力和流量是否处于正常的工作状态,以及系统温量的采集、分析、判断、显示、数据存储等。虚拟仪器度、泵组功率等重要参数的正常与否。液压设备在的软件开发环境LabVIEW,提供了一种全新的一定的工况下,每一部位都有一定的稳定值,即任何程序编写方法,利用它组建测试系统和数据采集系液压系统工作正常时,其工作参数值应在工况值附[1]统可以大大简化程序设计。近。若液压系统的工作参数值与设备正常工况值不符,出现了异常变化,就说明液压系统的某个元件或2挖掘机液压状态检测系统概述某些元件有了故障。进行液压系统状态监测,关键由于液压传动具有功率高、易于实现直线运
4、动、就是检测参数的可靠获取。液压检测系统功能结构配置柔性大、控制方便等优点,而且随着加工手段的图如图1所示。逐渐发展,电子技术、计算机控制技术和液压技术的相结合,液压传动元件的性能、寿命和可靠性都得到显著提高,因此液压技术在挖掘机中的应用程度非常高,而且应用也越来越普遍。由于流体本身存在连续性和静压传递的均布性,因此在实践中很难判断液压系统故障的因果关系;再加上液压系统的故障具有扩散性!,系统中一个元件发生故障,则会导致一系列元件发生故障。例如,滤油器发生破损后,通常会引起泵、阀和执行图1液压系统状态检测功能结构图元件的损坏故障。液压故障征兆通常相当复杂和隐3检测系统的设计收稿日期:2
5、01003103.1硬件组成作者简介:蔡培俭(1957),男,高级工程师,主要从事工程机械系统选用压电式加速度传感器测量液压泵壳体设备的检测维护、应用管理等工作表面振动信号,振动加速度传感器选用朗斯测试技30国防交通工程与技术2010第3期#研究与设计#基于虚拟仪器的挖掘机液压状态检测系统设计蔡培俭术有限公司生产的LC01系列内装IC压电加速度窗、BlackmanHarris窗、ExactBlackman窗、Black传感器LC0104T,同时采用CM3501振动加速度调man窗,可以在程序前面板进行选择。理模块。温度传感器为磁吸式的PT10
6、0。发动机(4)时域分析。系统的时域分析包括直接显示转速传感器采用光电传感器,采用上海仪表公司的时域波形、自相关分析和互相关分析,时域特征值均SZGB7型光电传感器。压力测试采用应变式压力值、均方根、标准差等直接显示在前面板上。传感器。其他部分调理模块采用NI公司产品。(5)频域分析。本系统的频域分析包括FFT频采集卡选用NI公司的DAQCard6024E。谱分析、功率谱密度分析、包络谱分析等。DAQCard6024E是一款笔记本电脑用的采集卡,该(6)辅助功能。对一些机型的故障代码、标准等卡可提供数字触发、2路12位模拟输出、2个24位20在程序中进行了总结,可以进行查询。MHz计数
7、器/定时器和8条I/O线、16路单端接地的3.2.2温度检测模拟输入通道等等,它的最高采样频率为200kbit/s。液压元件表面温度,由其内部热量产生与发散3.2系统功能情况所决定。液压元件本身发热过多引起表面温度3.2.1振动检测升高主要有两种情况:一是节流发热,二是摩擦发对液压系统进行振动分析比较困难,尤其是液热。这两种情况都与元件损坏相连。用温度传感器压马达和液压泵,因为内部组成结构复杂,信号来源直接测
