淺談PDA趨勢分析在液壓振動故障判斷中的應用

曹王杰

簡要：結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間，而且往往會造成二次事故，給生產(chǎn)及維護帶來一大難題。借助于PDA 趨勢來判斷，可以在很短的時間內(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防提供可靠的保證。

關鍵詞：結晶器液壓振動 故障判斷預防 PDA趨勢分析應用

1 前言

八鋼二煉鋼1800板坯連鑄1#、3#、4#機采用液壓振動，整個工作過程是由伺服閥控制伺服缸帶動振動框架按設定的振幅振頻以正弦或余弦曲線周期性的上下振動，改變鋼液與結晶器銅板的相對位置，實現(xiàn)鑄坯順利脫坯，防止鑄坯在凝固過程中與結晶器銅板發(fā)生粘接而出現(xiàn)拉裂或拉漏事故。其結構較為簡單，但是其控制及運行環(huán)境很復雜，由于工作環(huán)境在連鑄機二冷室內(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間判斷出事故的原因，需要花費大量時間進行實驗來判斷事故原因，這樣往往會導致二次事故或者事故擴大化，不僅打亂了生產(chǎn)的有效組織，而且給設備維護帶來了極大的成本浪費，是板坯連鑄機維護的一大難點。

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，應用領域廣泛，傳輸速度快，為設備診斷和生產(chǎn)質量監(jiān)控提供一個很好的平臺。板坯連鑄機液壓振動其所有的控制和實時運行數(shù)據(jù)不僅在操作室的上位機畫面可以觀察，而且在專門的PDA趨勢計算機上也可以進行實時監(jiān)控，經(jīng)過長時間的摸索和總結，發(fā)現(xiàn)PDA趨勢不僅可以有效地判斷出結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)其在某個時間段的運行變化趨勢，這樣就可以對于異常的變化進行及早發(fā)現(xiàn)，進行提前維修避免事故的發(fā)生。

3 結晶器液壓振動簡介

下圖是液壓振動原理圖，X、Y口是控制油路，P、T是進回油，通過先導閥和伺服閥共同作用實現(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、壓變等來實現(xiàn)測控，實現(xiàn)給定的位移波形曲線，先導閥控制鎖閥的開啟，是伺服閥動作來實現(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備、國內(nèi)控制技術，通過PDA系統(tǒng)可實現(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時間點同時逐步的降低，直到為0，而整個過程振動（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，這就說明整個系統(tǒng)控制正常，伺服閥正常，問題出在動力介質供給的某個環(huán)節(jié)。照此判斷問題點有兩個：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，但是其實際位置在某個點瞬間下降至最低停振，同時伺服閥（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，那么問題點就會出在電氣控制系統(tǒng)上，給伺服缸供油是通過先導閥來實現(xiàn)，瞬間兩缸同時無壓則說明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行過程中其毛刺很大，這是伺服閥的反饋曲線，而實際的振動正常，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層藍色線條顯示油缸上下腔壓力未泄壓達到平衡，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）在趨勢中某段時間頻繁停振，而所有的曲線都正常，每次停振都有一個提前給定的停振信號，這就說明在運行中振動的某個條件不滿足，從而給振動發(fā)來停振信號。這樣一來檢查的目標就很明確，重點會放在軟水的流量和漏鋼預報報警上面。

5 結語

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