淺談PDA趨勢分析在液壓振動故障判斷中的應(yīng)用

曹王杰

簡要：結(jié)晶器液壓振動由于潮濕、高溫、空間狹小、液壓油路管線長、振動大、電氣線路接頭多等因素影響經(jīng)常出現(xiàn)故障，故障的判斷需要很長時(shí)間，而且往往會造成二次事故，給生產(chǎn)及維護(hù)帶來一大難題。借助于PDA 趨勢來判斷，可以在很短的時(shí)間內(nèi)找出事故發(fā)生部位，從而為快速解決故障和對故障提前預(yù)防提供可靠的保證。

關(guān)鍵詞：結(jié)晶器液壓振動 故障判斷預(yù)防 PDA趨勢分析應(yīng)用

1 前言

八鋼二煉鋼1800板坯連鑄1#、3#、4#機(jī)采用液壓振動，整個(gè)工作過程是由伺服閥控制伺服缸帶動振動框架按設(shè)定的振幅振頻以正弦或余弦曲線周期性的上下振動，改變鋼液與結(jié)晶器銅板的相對位置，實(shí)現(xiàn)鑄坯順利脫坯，防止鑄坯在凝固過程中與結(jié)晶器銅板發(fā)生粘接而出現(xiàn)拉裂或拉漏事故。其結(jié)構(gòu)較為簡單，但是其控制及運(yùn)行環(huán)境很復(fù)雜，由于工作環(huán)境在連鑄機(jī)二冷室內(nèi)，潮濕、高溫、空間狹小、液壓油路管線長、振動大、電氣線路接頭多等因素影響，結(jié)晶器液壓振動從投入以來經(jīng)常會出現(xiàn)一些故障，現(xiàn)場人員無法在第一時(shí)間判斷出事故的原因，需要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來判斷事故原因，這樣往往會導(dǎo)致二次事故或者事故擴(kuò)大化，不僅打亂了生產(chǎn)的有效組織，而且給設(shè)備維護(hù)帶來了極大的成本浪費(fèi)，是板坯連鑄機(jī)維護(hù)的一大難點(diǎn)。

2 PDA概述

PDA高速數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)在現(xiàn)代化的工廠已得到全面投用，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，傳輸速度快，為設(shè)備診斷和生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控提供一個(gè)很好的平臺。板坯連鑄機(jī)液壓振動其所有的控制和實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)不僅在操作室的上位機(jī)畫面可以觀察，而且在專門的PDA趨勢計(jì)算機(jī)上也可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，經(jīng)過長時(shí)間的摸索和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)PDA趨勢不僅可以有效地判斷出結(jié)晶器液壓振動的故障原因，而且還能從其歷史數(shù)據(jù)中分析發(fā)現(xiàn)其在某個(gè)時(shí)間段的運(yùn)行變化趨勢，這樣就可以對于異常的變化進(jìn)行及早發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行提前維修避免事故的發(fā)生。

3 結(jié)晶器液壓振動簡介

下圖是液壓振動原理圖，X、Y口是控制油路，P、T是進(jìn)回油，通過先導(dǎo)閥和伺服閥共同作用實(shí)現(xiàn)油缸的動作，油缸位移、伺服閥的開度及反饋、壓力等可通過位移傳感器、伺服閥控制反饋信號、壓變等來實(shí)現(xiàn)測控，實(shí)現(xiàn)給定的位移波形曲線，先導(dǎo)閥控制鎖閥的開啟，是伺服閥動作來實(shí)現(xiàn)油缸位移跟蹤的前提條件。目前這套系統(tǒng)采用的是德國穆格設(shè)備、國內(nèi)控制技術(shù)，通過PDA系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)控。

4.1 液壓站故障、或者管路漏油判斷

圖（1）很可以看到最下面的兩條壓力曲線在某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)同時(shí)逐步的降低，直到為0，而整個(gè)過程振動（第5層曲線）未停止，伺服閥的開度（第1、2層曲線）在逐步加大，這就說明整個(gè)系統(tǒng)控制正常，伺服閥正常，問題出在動力介質(zhì)供給的某個(gè)環(huán)節(jié)。照此判斷問題點(diǎn)有兩個(gè)：檢查液壓站是否跳泵或漏油，管路是否漏油。

4.2 電氣24V斷電故障判斷

圖（2）可以看到位移曲線（第1層線）給定正常，但是其實(shí)際位置在某個(gè)點(diǎn)瞬間下降至最低停振，同時(shí)伺服閥（第2層線）的給定無，壓力曲線（最后兩層）在位置曲線變化之前已經(jīng)瞬間（0.02s）降低，那么問題點(diǎn)就會出在電氣控制系統(tǒng)上，給伺服缸供油是通過先導(dǎo)閥來實(shí)現(xiàn)，瞬間兩缸同時(shí)無壓則說明24V控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題。

4.3 伺服閥故障判斷

圖（3）中第二層的曲線棕色線條其毛刺很大，最大部分已超過10%，這是在停振狀態(tài)下，按照要求伺服閥的零飄不能大于3%，這就說明該伺服閥精度控制已經(jīng)不能滿足要求，需要提前更換。

4.4 電氣故障判斷

圖（4）中第一層紅色線條在運(yùn)行過程中其毛刺很大，這是伺服閥的反饋曲線，而實(shí)際的振動正常，這說明反饋的信號傳遞存在干擾因素，這就需要停機(jī)后檢查信號線接頭和插頭是否連接正常、屏蔽是否完好。

4.5 伺服缸故障判斷

圖（5）第七層位移曲線可以看到油缸的位移量不穩(wěn)定，還有一種就是可以看到位移不是正常的正余弦曲線，油缸的行程與位移傳感器的檢測位置存在問題，不能滿足給定的振幅。

4.6 振動彈簧鋼板故障判斷

圖（6）中第1層曲線紅色左缸停振后自由下降緩慢，第4、5層藍(lán)色線條顯示油缸上下腔壓力未泄壓達(dá)到平衡，但是5s鐘后又正常，這就說明左缸停振后有外力阻止油缸的下降，可能的原因便是振動彈簧鋼板斷裂失去彈力。

4.7 連鎖條件觸發(fā)而停振故障判斷

圖（7）在趨勢中某段時(shí)間頻繁停振，而所有的曲線都正常，每次停振都有一個(gè)提前給定的停振信號，這就說明在運(yùn)行中振動的某個(gè)條件不滿足，從而給振動發(fā)來停振信號。這樣一來檢查的目標(biāo)就很明確，重點(diǎn)會放在軟水的流量和漏鋼預(yù)報(bào)報(bào)警上面。

5 結(jié)語

合理及熟練的掌握結(jié)晶器液壓振動PDA趨勢判斷技術(shù)，可以在很短的時(shí)間直接揭示故障的根本原因，或者可以有效的預(yù)防故障的出現(xiàn)，這樣就可以大大的提高設(shè)備的利用率和成本控制。endprint