專利名稱：大型液壓機的監測系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及液壓機的安全控制，且涉及一種大型液壓機的監測系統。
背景技術：
大型液壓機的運行情況復雜，尤其在調試階段，液壓機的各部分運行易受未知因素干擾，經常表現出各種故障現象，如執行元件沒有運動、系統壓力不合要求，油溫急劇上升等。上述故障一旦發生，必然會給液壓機的調試工作帶來很大影響，可能會造成運行出錯，甚至引發事故。為有效對液壓機進行調試及故障分析，需要獲取大型液壓機的實時狀態量，而大型液壓機的結構特點也決定其具有多種類、多數目的狀態量，因此，針對大型液壓機建立一套獨立、便攜式的多狀態量實時監測系統非常必要。
發明內容
本發明提供了一種大型液壓機的監測系統，用以實時準確的獲取大型液壓機的多種狀態量，以供工作人員實時有效地對大型液壓機進行監控，便于工作人員對液壓機進行運行狀態分析和調試。本發明提供了一種大型液壓機的監測系統，包括多個監測設備，及通過 EtherCAT總線與所述多個監測設備數據連接的控制端設備；所述監測設備用于監測所述液壓機以獲取監測數據，并通過所述EtherCAT總線將所述監測數據實時地發送給所述控制端設備；所述控制端設備接收所述監測設備發送的監測數據并進行顯示；并對所述多個監測設備進行控制。本發明的大型液壓機的監測系統，可以實時準確的獲取大型液壓機的多種狀態量，以供工作人員實時有效地對大型液壓機進行監控，便于工作人員對液壓機進行運行狀態分析和調試。
圖1是本發明的大型液壓機的監測系統的結構示意圖。圖2是本發明的大型液壓機的監測系統的現場實施的結構圖。
具體實施例方式體現本發明特征與優點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的范圍，且其中的說明及所附附圖在本質上是當作說明之用，而非用以限制本發明。本發明提供了一種大型液壓的監測系統，用以建立一套獨立、便利的液壓機運行狀態實時監測系統。以實時準確的獲取大型液壓機的多種狀態量，以供工作人員實時有效地對大型液壓機進行監控，便于工作人員對液壓機進行運行狀態分析和調試。參見圖1所示為本實施例的大型液壓機監測系統的結構圖。以下結合該監測系統的結構圖，對該監測系統進行說明。監測系統包括多個監測設備，多個監測設備的傳感器設置于液壓機上，以及與所述多個監測設備數據連接的控制端設備。監測設備用于采集液壓機的多個監測數據并實時地發送給該控制端設備。工作人員通過該控制端設備向多個監測設備發送控制命令，以控制多個監測設備采集液壓機的監測數據，控制端設備同時實時地接收監測設備發送的監測數據并進行顯示，以供工作人員監測和分析液壓機的運行狀況。對控制端設備的各功能模塊具體細分，其包括管理模塊，用于向所述監測設備發送控制命令，及接收所述監測數據；編譯模塊，用于對所述監測數據進行編譯以生成編譯變量；顯示模塊，用于按照預設的顯示方式顯示所述編譯變量。在本實施例的一種大型液壓機的監測策略中，該監測系統的監測設備所需采集的監測數據可包括活動橫梁位置；供油管道、卸壓管道、主缸、側缸、緩沖罐、低壓罐及回程缸的壓力；主缸和側缸進油閥的開關量；主缸和側缸卸壓閥的狀態；主變量泵的開關量等 fn息ο本實施例中的監測系統所采集的大型液壓機的監測數據的種類也可不限于上述幾種，也可以根據工作人員制定的具體監控策略，設定監控系統所需采集的監測變量，而后在監測系統中增設相應的監測設備以采集相應的監測數據即可。通過監測系統實時地獲取了液壓機的上述多種監測數據后，工作人員就可以根據這些監測數據對大型液壓機進行調試和故障分析，實現了對大型液壓機的實時監控。該監測系統可以采用EtherCAT系統具體實現，EtherCAT系統是一種主從通信系統，采用EtherCAT系統實現的監測系統，控制端設備即為主站，主站可以為具有KherCAT 總線接口功能網卡的PC機；各監控設備即為從站。EtherCAT系統使用EtherCAT總線傳輸數據，EtherCAT總線具有數據傳輸速率高、實時性強等優點，使用EtherCAT總線作為監測系統的傳輸通道，能夠確保數據實時準確的傳輸。便于工作人員實時獲取監測數據，及通過控制端設備快速的將控制命令發送給監測設備以快速有效的控制各個監測設備，確保對液壓機的實時監控。作為EtherCAT系統的從站的監測設備，其通信接口包括各監測設備的傳感器及其線纜。EtherCAT系統的主從站的通信接口可以選用EtherCAT總線耦合器EKl 100， EtherCAT系統中還可設定開關量和給定/反饋信號線連接至該通信接口的1/0(輸入/輸出)端子模塊，通過EKllOO主從站通信接口，傳輸主從站之間的數據。以下對采用了 EtherCAT系統的監控系統進行具體說明。具體的，EtherCAT系統的主站的功能可以采用TwinCAT應用系統實現，TwinCAT應用系統可以運行在PC機等終端設備上，工作人員通過操作該PC機運行TwinCAT應用系統以實現EtherCAT系統的主站功能。主站上運行的TwinCAT應用系統集管理、編譯和可視化顯示為一體，包括TwinCAT 系統管理模塊、TwinCAT系統編譯模塊、TwinCAT系統顯示模塊三個功能模塊，各模塊可獨立工作，模塊之間的信息交換通過TwinCATADS(Automation Device Specification,自動化設備規范，為設備之間通信提供路由)完成。
其中，TwinCAT系統管理模塊是TwinCAT應用系統的管理核心，用于實現TwinCAT 系統接口和各監測設備接口的映射，以向該監測設備發送控制命令，及接收監測設備發送的監測數據。軟件任務I/O和通過現場總線連接的物理I/O均由其管理，進行軟件I/O與物理I/O映射，映射組態激活后，即可進行監測設備的在線管理。TwinCAT 系統編譯模塊是PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)程序的集成開發環境，用于實現對TwinCAT的輸入輸出端口的配置，對監測數據進行編譯以生成編譯變量，以便于采用圖形化的模式顯示出來。通過該TwinCAT系統管理模塊和TwinCAT系統編譯模塊，就可以實現硬件設備與軟件程序之間的結合，由此工作人員可通過主機上的程序對硬件設備進行控制。TwinCAT系統顯示模塊用于根據預設的顯示方式建立顯示界面，以顯示PLC編譯變量，借助其顯示窗口，實現了將各監測數據以圖形化的方式顯示出來，以供工作人員監測系統的運行狀態。如可以曲線圖或時序圖的方式實時地顯示各監測數據，以供工作人員直觀的觀看和分析。此外，用戶還可以根據自己的需求，選擇顯示界面所要顯示的編譯變量。此時該 TwinCAT系統的顯示模塊，用于根據用戶選取的編譯變量和對該編譯變量定義的類型，建立顯示界面的顯示范圍、曲線圖，坐標軸和通道，并將所述用戶選取的編譯變量與所述通道進行對應后，將所述用戶選取的編譯變量顯示于所述顯示界面。比如，用戶需要監測供油管道和卸壓管道的壓力情況，則選擇供油管道和卸壓管道的監測數據的編譯變量，同時選擇變量類型為壓力信息，則TwinCAT系統的顯示模塊根據用戶選取的編譯變量和類型信息，以曲線圖的方式顯示供油管道和卸壓管道的壓力信息。以下對采用了 TwinCAT系統實現的液壓機監控系統具體運行流程進行說明1、在PC主機上運行TwinCAT應用系統后，首先從運行TwinCAT系統管理模塊開始，然后依次進入TwinCAT系統編譯模塊、TwinCAT系統顯示模塊。2、配置本地網絡，進入TwinCAT系統管理模塊，對EtherCAT總線接口的本地網絡適配器進行配置，使本地網絡適配器處于激活狀態。然后對I/O設備進行掃描，激活I/O設備至運行狀態。3、TwinCAT系統管理模塊建立軟件I/O與物理I/O映射，運行TwinCAT系統編譯模塊，對接收到的監測數據進行編譯。TwinCAT系統管理模塊與TwinCAT系統編譯模塊運行后，主站就可以與從站進行數據交互，工作人員就可通過TwinCAT系統管理模塊控制從站的各個監測設備，也可以獲取從站的各個監測設備發送的監測數據，并通過TwinCAT系統編譯模塊對監測數據進行編譯。4、啟動TwinCAT系統顯示模塊，建立顯示界面的范圍(Scope)、曲線圖(Chart)，坐標軸(Axis)和通道(Channel)等，以將PLC編譯變量采用曲線圖等適當的顯示方式呈現給工作人員。工作人員輸入PLC編譯變量，同時定義變量類型，則TwinCAT系統顯示模塊將編譯變量與顯示界面進行對應，呈現出圖形化的監測界面，以供工作人員觀看和監測。上述僅為實現本發明的一具體實施例，本發明實現具有上述功能的KherCAT系統的方式包括但不限于以上方式。參見圖2所示為本發明實施例的大型液壓機的監測系統的現場實施的結構圖，如圖2所示，EtherCAT總線耦合器為主從站通信接口，負責將各監測變量數據匯總后傳至 EtherCAT總線，或將控制命令分別發送至系統的各個監測設備；其中的I/O端子模塊與各壓力傳感器和信號線連接，以傳輸主站和從站之間的監測數據和控制信號；其中的標準以太網卡支持EtherCAT實時以太網協議，以支持進行實時高速的數據傳輸。
本發明的大型液壓機的監測系統，可以實時準確的獲取大型液壓機的多種狀態量，以供工作人員實時有效地對大型液壓機進行監控，便于工作人員對液壓機進行運行狀態分析和調試。該監測系統安裝和接線非常方便，而且實時傳輸速度快、精度高，運行穩定， 提高了大型液壓機的監測效率，具有很高的應用價值。
權利要求
1.一種大型液壓機的監測系統，其特征在于，包括多個監測設備，及通過KherCAT總線與所述多個監測設備數據連接的控制端設備；所述監測設備用于監測所述液壓機以獲取監測數據，并通過所述EtherCAT總線將所述監測數據實時地發送給所述控制端設備；所述控制端設備接收所述監測設備發送的監測數據并進行顯示；并對所述多個監測設備進行控制。
2.根據權利要求1所述的大型液壓機的監測系統，其特征在于，所述控制端設備包括管理模塊，用于向所述監測設備發送控制命令，及接收所述監測數據；編譯模塊，用于對所述監測數據進行編譯以生成編譯變量；顯示模塊，用于按照預設的顯示方式顯示所述編譯變量。
3.根據權利要求2所述的大型液壓機的監測系統，其特征在于，所述控制端設備為安裝有TwinCAT系統的終端設備；所述TwinCAT系統的管理模塊，用于實現TwinCAT系統接口和所述監測設備接口的映射，以向所述監測設備發送控制命令，及接收所述監測數據；所述TwinCAT系統的編譯模塊，用于實現對TwinCAT系統的輸入輸出端口進行配置，對所述監測數據進行編譯以生成編譯變量；所述TwinCAT系統的顯示模塊，用于根據預設的顯示方式建立顯示界面，將所述編譯變量顯示于所述顯示界面。
4.根據權利要求3所述的大型液壓機的監測系統，其特征在于，所述TwinCAT系統的顯示模塊，還用于根據用戶選取的編譯變量和對該編譯變量定義的類型，建立顯示界面的顯示范圍、曲線圖，坐標軸和通道，并將所述用戶選取的編譯變量與所述通道進行對應后，將所述用戶選取的編譯變量顯示于所述顯示界面。
全文摘要
本發明提供了一種大型液壓機的監測系統，包括多個監測設備，及通過EtherCAT總線與所述多個監測設備數據連接的控制端設備；所述監測設備用于監測所述液壓機以獲取監測數據，并通過所述EtherCAT總線將所述監測數據實時地發送給所述控制端設備；所述控制端設備接收所述監測設備發送的監測數據并進行顯示；并對所述多個監測設備進行控制。本發明的大型液壓機的監測系統，可以實時準確的獲取大型液壓機的多種狀態量，以供工作人員實時有效地對大型液壓機進行監控，便于工作人員對液壓機進行運行狀態分析和調試。
文檔編號G05B19/048GK102495579SQ201110420799
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者丁耀林, 王麗薇 申請人:太原重工股份有限公司