本文概述
液壓站是工業(yè)生產(chǎn)中重要的一種裝置設備，它是由驅動(dòng)電動(dòng)機、液壓泵、油箱、節流閥、溢流閥等構件在一起的系統，根據驅動(dòng)要求流向、壓力和流量供油，適用于各個(gè)驅動(dòng)裝置機械上，可以實(shí)現各種規定的操作工作，廣泛用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域及汽車(chē)制動(dòng)上。
液壓站的*主要功能就是將機械能轉化為液壓能，按系統要求來(lái)為不同的部件提供壓力、流量和方向控制等許多功能。在工業(yè)、工程機械、海洋船舶、冶金、航空等領(lǐng)域之內運用特別廣泛。是保證個(gè)機械裝置系統安全運轉的重要設備之一。
近年來(lái)，液壓傳動(dòng)技術(shù)也在不斷發(fā)展和完善之中，各種先進(jìn)的比例控制技術(shù)陸續用于液壓站的調壓，配合上新穎、合理的結構設計，成為各類(lèi)生產(chǎn)企業(yè)液壓系統的*佳選擇，為設備運行提供穩定可靠的動(dòng)力支持。本例中涉及的業(yè)主公司4300mm生產(chǎn)線(xiàn)液壓站有油箱35個(gè)，因密封破損、油管破裂造成的油品消耗*大。液壓站的油箱液位采用磁性開(kāi)關(guān)檢測，存在漏油發(fā)現不及時(shí)、信號誤報等現象，不僅影響生產(chǎn)，還對安全生產(chǎn)造成穩患。為及時(shí)發(fā)現漏油現象，在現有設備的基礎上增加模擬量液位計并增加連鎖、報警等功能，實(shí)現了對油箱液位的實(shí)時(shí)監控，減少了油品的消耗。
液壓系統漏油對生產(chǎn)、設備的影響很大，會(huì )造成生產(chǎn)停產(chǎn)、設備損壞，油品消耗也相應增加。本文闡述了通過(guò)增加模擬量液位計(保溫水箱液位計(傳感器))及時(shí)發(fā)現漏油進(jìn)而減少油品消耗所做的改造優(yōu)化工作。

1原液壓站所液位檢測情況
液壓系統是保障壓機與裝卸機正常、準確動(dòng)作的關(guān)鍵，油箱用來(lái)儲存保證液壓系統工作所需的油液的容器，要保證系統穩定工作，油箱內油品必須能夠保證在一定的液位范圍。
油箱液位檢測，目前都是通過(guò)磁性開(kāi)關(guān)檢測。磁性開(kāi)關(guān)是一種利用磁場(chǎng)信號來(lái)控制的線(xiàn)路開(kāi)關(guān)器件，也叫磁控開(kāi)關(guān)。每個(gè)油箱使用四個(gè)磁性開(kāi)關(guān)，分別對應高、正常、低和空四個(gè)位置。液位低于設定值時(shí)，監控系統會(huì )發(fā)出指令并聲光報警，提示操作人員液位異常，當液位降到空液位時(shí)，液壓站所有液壓泵停機。

在實(shí)際使用過(guò)程中，液位開(kāi)關(guān)只能設置到某一固定值，當供油管路出現破損或密封損壞造成油品損失，液壓供油壓力*低要在160Pa以上，若未及時(shí)發(fā)現，油箱液位會(huì )繼續下降，直至降到跳站液位，出現漏油故障時(shí)油品消耗很大。若此時(shí)磁浮子磁性減弱、磁浮子表面附著(zhù)雜物或磁性開(kāi)關(guān)故障，不能返回信號時(shí)，會(huì )造成更多油品損耗，甚至出現油箱油品跑空，供油泵吸空現象發(fā)生，輕則造成電機過(guò)熱跳電，重則造成供油泵燒毀，給生產(chǎn)和設備造成較大損失。
2 模擬量液位的安裝和使用
2.1 磁致伸縮傳感器
根據現場(chǎng)實(shí)際運行情況，自動(dòng)化人員結合油箱的液位檢測特點(diǎn)，提出使用磁致伸縮傳感器檢測液位。保溫水箱液位計利用磁性浮子隨液位浮動(dòng)進(jìn)行工作，但其工作原理與浮球液位計完全不同。
保溫水箱液位計(傳感器)，通過(guò)內部非接觸式的測控技術(shù)精確地檢測活動(dòng)磁環(huán)的絕對位置來(lái)測量被檢測產(chǎn)品的實(shí)際位移值的；由于作為確定位置的活動(dòng)磁環(huán)和敏感元件并無(wú)直接接觸，因此傳感器可應用在*惡劣的工業(yè)環(huán)境中，不易受油漬、溶液、塵?；蚱渌廴镜挠绊?。此外，傳感器采用了高科技材料和先進(jìn)的電子處理技術(shù)，因而它能應用在高溫、高壓和高振蕩的環(huán)境中。傳感器輸出信號為絕對位移值，即使電源中斷、重接，數據也不會(huì )丟失，更無(wú)須重新歸零。由于敏感元件是非接觸的，就算不斷重復檢測，也不會(huì )對傳感器造成任何磨損，可以大大地提高檢測的可靠性和使用壽命?，F場(chǎng)安裝的傳感器如圖2所示：

2.2壓差式液位計
使用保溫水箱液位計(傳感器)能夠精準測量油箱液位，精度可達到毫米級，但其費用非常高。為降低備件成本同時(shí)又能實(shí)現液壓站油箱液位全部模擬量檢測，又采用了壓力傳感器檢測油箱液位。在油箱底部安裝一個(gè)壓力變送器模仿靜壓式液位變送器，通過(guò)液位和壓力之間的換算關(guān)系轉換成液位。而此種方法利用公式p=ρg h計算得出，因油品經(jīng)過(guò)設備運行一周再回到油箱會(huì )伴隨部分水，兩者密度不同，所以計算出來(lái)的液位會(huì )存在一點(diǎn)偏差。但是在生產(chǎn)中，液位并不是需要精準到需要毫米級的精度，存在的偏差不會(huì )對系統運行造成嚴格意義上的影響?，F場(chǎng)安裝的壓力變送器如圖3所示：

2.3 模擬量液位計的控制系統
液壓站站所監控畫(huà)面在監控值班室，使用西門(mén)子WinCC軟件編程，能直觀(guān)觀(guān)察站所設備運行情況，包括電機運行轉速，閥門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)，供油壓力，油箱溫度，油箱液位等。
液壓站的控制使用羅克韋爾的控制系統RSLogix5000軟件編程。RSLogix5000是美國羅克韋爾自動(dòng)化有限公司開(kāi)發(fā)的用于對其公司PLC產(chǎn)品編程的軟件[2]。它具有靈活的梯形圖編輯器、拖放式操作、統一的項目查看、強大的數據庫編輯器等特點(diǎn)。
AB所使用的網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型都是開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò )，可以與其他公司的產(chǎn)品做到很好的兼容，AB控制層網(wǎng)絡(luò )采用ControlNet網(wǎng)絡(luò )，該網(wǎng)絡(luò )是一種高性能的工業(yè)局域網(wǎng)，具有開(kāi)放性、高效率、多功能、確定性和可重復性、靈活性等特點(diǎn)，擴展性*強，可共享I/O，并具有強大方便的網(wǎng)絡(luò )組態(tài)，診斷功能及可靠性。
模擬量液位能夠實(shí)時(shí)監測液位，通過(guò)變送器轉換成4-20mA的工業(yè)電流信號，經(jīng)模擬量模塊采集后顯示成油箱液位，操作人員能夠實(shí)時(shí)觀(guān)察液位高度及其變化情況。
3 模擬量液位計改造前后對比
改造前每個(gè)油箱液位只能單獨查看，而加熱爐、粗軋機、精軋機、精整線(xiàn)的液壓站所監控畫(huà)面又在不同的工程師站，出現報警也只能單獨查看。發(fā)生故障時(shí)要在不同的主機之間切換，增加了操作人員的工作量，同時(shí)增加了故障查找時(shí)間。改造后將所有液壓站液位監測都集中在一臺監控畫(huà)面上，并制作了液位顯示畫(huà)面，在一個(gè)監控界面上能夠同時(shí)實(shí)時(shí)的觀(guān)察所有站所的液位情況。
監控畫(huà)面采用WinCC軟件編程，與AB公司PLC之間的通訊通過(guò)OPC通訊，實(shí)現了對變量的采集和輸出。
改造前，液位設定需要在現場(chǎng)對液位開(kāi)關(guān)逐個(gè)調整，即費時(shí)又費力；改造成模擬量液位計后在監控畫(huà)面做了液位設定對話(huà)框，操作人員可從“液位設置”對話(huà)框中調整，根據現場(chǎng)實(shí)際液位填充不同的數值?？?*進(jìn)行調整，程序中根據液位設定進(jìn)行連鎖報警或跳站，在出現故障時(shí)并根據生產(chǎn)情況調整，在設備故障處理完不能及時(shí)加油時(shí)可調整設定值保證生產(chǎn)進(jìn)行，之后再進(jìn)行補油工作，這樣能夠提高生產(chǎn)效率。
同時(shí)在現有監控的基礎上增加了語(yǔ)音播報系統，當液壓站所液位低到設定值會(huì )語(yǔ)音播報相應站所的故障情況及報警信息。保溫水箱液位計(傳感器)液壓站模擬量液位計整合畫(huà)面如圖4所示：

增加模擬量液位計后，避免了以往使用液位開(kāi)關(guān)只能檢測固定設定值的返回信號，生產(chǎn)中容易造成油品的浪費。同時(shí)，安裝模擬量液位計后可實(shí)時(shí)觀(guān)察液位變化情況，根據每天觀(guān)察液位變化情況，也可以反向推出哪個(gè)站所供油系統存在問(wèn)題，可以有針對性的查找設備運行情況，*大的減少了油品的消耗。
4 結束語(yǔ)
*秦公司利用現有自動(dòng)化設備和硬件條件，增加了液壓站及潤滑站所的油箱液位檢測，實(shí)時(shí)的觀(guān)察液位變化情況，精準的測量液位，減少了操作人員的工作量，縮短了設備停機時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。通過(guò)設備的改造，實(shí)現了液位變化的實(shí)時(shí)監控，可為液壓系統設備故障提前預警，減少了大量油品的浪費，增加模擬量液位計后油品消耗降低了40%。