浅谈PDA趋势分析在液压振动故障判断中的应用

曹王杰

简要：结晶器液压振动由于潮湿、高温、空间狭小、液压油路管线长、振动大、电气线路接头多等因素影响经常出现故障，故障的判断需要很长时间，而且往往会造成二次事故，给生产及维护带来一大难题。借助于PDA 趋势来判断，可以在很短的时间内找出事故发生部位，从而为快速解决故障和对故障提前预防提供可靠的保证。

关键词：结晶器液压振动 故障判断预防 PDA趋势分析应用

1 前言

八钢二炼钢1800板坯连铸1#、3#、4#机采用液压振动，整个工作过程是由伺服阀控制伺服缸带动振动框架按设定的振幅振频以正弦或余弦曲线周期性的上下振动，改变钢液与结晶器铜板的相对位置，实现铸坯顺利脱坯，防止铸坯在凝固过程中与结晶器铜板发生粘接而出现拉裂或拉漏事故。其结构较为简单，但是其控制及运行环境很复杂，由于工作环境在连铸机二冷室内，潮湿、高温、空间狭小、液压油路管线长、振动大、电气线路接头多等因素影响，结晶器液压振动从投入以来经常会出现一些故障，现场人员无法在第一时间判断出事故的原因，需要花费大量时间进行实验来判断事故原因，这样往往会导致二次事故或者事故扩大化，不仅打乱了生产的有效组织，而且给设备维护带来了极大的成本浪费，是板坯连铸机维护的一大难点。

2 PDA概述

PDA高速数据采集及分析系统在现代化的工厂已得到全面投用，应用领域广泛，传输速度快，为设备诊断和生产质量监控提供一个很好的平台。板坯连铸机液压振动其所有的控制和实时运行数据不仅在操作室的上位机画面可以观察，而且在专门的PDA趋势计算机上也可以进行实时监控，经过长时间的摸索和总结，发现PDA趋势不仅可以有效地判断出结晶器液压振动的故障原因，而且还能从其历史数据中分析发现其在某个时间段的运行变化趋势，这样就可以对于异常的变化进行及早发现，进行提前维修避免事故的发生。

3 结晶器液压振动简介

下图是液压振动原理图，X、Y口是控制油路，P、T是进回油，通过先导阀和伺服阀共同作用实现油缸的动作，油缸位移、伺服阀的开度及反馈、压力等可通过位移传感器、伺服阀控制反馈信号、压变等来实现测控，实现给定的位移波形曲线，先导阀控制锁阀的开启，是伺服阀动作来实现油缸位移跟踪的前提条件。目前这套系统采用的是德国穆格设备、国内控制技术，通过PDA系统可实现全程监控。

4.1 液压站故障、或者管路漏油判断

图（1）很可以看到最下面的两条压力曲线在某一个时间点同时逐步的降低，直到为0，而整个过程振动（第5层曲线）未停止，伺服阀的开度（第1、2层曲线）在逐步加大，这就说明整个系统控制正常，伺服阀正常，问题出在动力介质供给的某个环节。照此判断问题点有两个：检查液压站是否跳泵或漏油，管路是否漏油。

4.2 电气24V断电故障判断

图（2）可以看到位移曲线（第1层线）给定正常，但是其实际位置在某个点瞬间下降至最低停振，同时伺服阀（第2层线）的给定无，压力曲线（最后两层）在位置曲线变化之前已经瞬间（0.02s）降低，那么问题点就会出在电气控制系统上，给伺服缸供油是通过先导阀来实现，瞬间两缸同时无压则说明24V控制系统出现问题。

4.3 伺服阀故障判断

图（3）中第二层的曲线棕色线条其毛刺很大，最大部分已超过10%，这是在停振状态下，按照要求伺服阀的零飘不能大于3%，这就说明该伺服阀精度控制已经不能满足要求，需要提前更换。

4.4 电气故障判断

图（4）中第一层红色线条在运行过程中其毛刺很大，这是伺服阀的反馈曲线，而实际的振动正常，这说明反馈的信号传递存在干扰因素，这就需要停机后检查信号线接头和插头是否连接正常、屏蔽是否完好。

4.5 伺服缸故障判断

图（5）第七层位移曲线可以看到油缸的位移量不稳定，还有一种就是可以看到位移不是正常的正余弦曲线，油缸的行程与位移传感器的检测位置存在问题，不能满足给定的振幅。

4.6 振动弹簧钢板故障判断

图（6）中第1层曲线红色左缸停振后自由下降缓慢，第4、5层蓝色线条显示油缸上下腔压力未泄压达到平衡，但是5s钟后又正常，这就说明左缸停振后有外力阻止油缸的下降，可能的原因便是振动弹簧钢板断裂失去弹力。

4.7 连锁条件触发而停振故障判断

图（7）在趋势中某段时间频繁停振，而所有的曲线都正常，每次停振都有一个提前给定的停振信号，这就說明在运行中振动的某个条件不满足，从而给振动发来停振信号。这样一来检查的目标就很明确，重点会放在软水的流量和漏钢预报报警上面。

5 结语

合理及熟练的掌握结晶器液压振动PDA趋势判断技术，可以在很短的时间直接揭示故障的根本原因，或者可以有效的预防故障的出现，这样就可以大大的提高设备的利用率和成本控制。endprint