液压站漏油报警系统.pdf

文章编号10062277720040320008202 液 压 站 漏 油 报 警 系 统 杨瑞林,宋水根 新余钢铁有限责任公司,江西 新余 338001 摘 要 介绍了磁致伸缩液位传感器在液压站油箱液位测量和漏油报警中的应用。 关 键 词 磁致伸缩;传感器;液位;漏油报警 中图分类号 TP212.13 文献标识码 B Alarm Systems of Hydraulic Station Oil Leakage alarm. Y ANG Rui2lin ,SONG Shui2gen Xinyu Iron and Steel Co. ,Ltd. ,Jiangxi Xinyu 338001 ,China Abstract The application of liquid location sensors of magnetostriction in the liquid location measurement and oil leakage alarm of hydraulic station are introduced in this paper. Key Words magnetostriction;sensors;liquid location;oil leakage alarm 1 概述 新余钢铁有限责任公司特钢公司炼钢厂连铸设 备液压系统,在生产过程中时常发生液压油泄漏情 况。由于液压管路点多面广,漏油现象往往不易发 现。2003年期间共发生漏油10几起,其中一次漏油 竟达4桶之多,直接损失10多万元。因此,炼钢厂 组成人员要求设计建立一套精度较高的液位测量和 报警系统。 磁致伸缩测量技术已被广泛引证为精度极高且 可靠的液位测量方法,其分辩率可达0. 025 mm ,精 度可达0.5 mm或0.008 F. S。为此采用了精度较 高的磁致伸缩液位传感器作为检测元件、 利用PLC 进行数据管理、WINCC组态画面进行动态显示油箱 液位并实现报警要求。 2 磁致伸缩液位传感器的组成及工作原理 磁致伸缩材料的一种特性是韦德曼效应当电 流通过轴磁场的波导管由磁致伸缩材料构成,有时 称为磁致伸缩线时,在波导管上就会产生扭力,扭 力产生的静应力波在波导管上以近似声速传播。 磁致伸缩液位传感器结构如图1所示,主要由 外管、 波导管、 磁性浮子和测量头组成。其中测量头 内装电子部件,波导管安装在不锈钢外管内,磁性浮 子套在外管上可随液位沿波导管滑动。 仪表工作时,测量头中的脉冲发射电路不断向 波导管发射询问电流脉冲,该电流产生周向磁场并 沿波导管传播,与磁浮子形成的轴向磁场相交时矢 量叠加,形成螺旋磁场。在该磁场作用下,波导管发 生磁致伸缩效应而产生波导扭曲,该应变波以超声 波速沿波导管向两端传播,当传回测量头一端时,基 于逆磁致伸缩效应,通过回波接收线圈转换为电脉 冲。 由于电流以光速传递,从发射端到磁浮子之间 第24卷第3期 2 0 0 4年6月 江 西 冶 金 JIANGXI METALLURGY Vol.24 , No.3 June 2004 收稿日期2004203210 作者简介杨瑞林19692 , 男,江西玉山人,工程师,从事设备管理工作。 电流传递时间可忽略不计,因此只要测出发射电脉 冲与返回应变脉冲之间的时间间隔,即可得到浮子 距检测零点的距离h,实现液位检测。整个过程是 连续不断的,所以每当磁浮子随液位移动时,新的液 位就被检测出来,如下式 hTV 1 HL-TV 2 式中 H 液位; L 罐高; T 时差; V 应变波传播速度。 图1 磁致伸缩液位传感器结构示意图 3 数据采集和PLC编程 该传感器采用24 V直流电源供电,输出单路4 ～20 mA ,在液压站现场安装了一块数字显示表显示 液位,供检修人员现场查看数据用。由于需要两路 4～20 mA输出,于是在现场加用了一块信号隔离配 电器,将一路4～20 mA信号转换为两路,其原理如 图2。 图2 信号隔离转换控制 将一路4～20 mA信号接入PLC模拟信号输入 通道,通过内部数据转换将其接收到的4～20 mA信 号转换成数字信号,并存储在数据块中,供WINCC 系统调用。 4 WINCC监视画面编写 1系统功能。为了使该系统趋于人性化, WINCC编程实现了以下几个功能 ① 将液位数据用趋势曲线实时显示出来; ② 保留历史数据便于查询和对比; ③ 报警功能,当液位低于正常值2 cm时,即启 动报警,以提示操作人员检查漏油现象。 2利用连铸区域的以太网将PLC中的液位数 据传送到主控计算机中,用西门子WINCC的实时趋 势曲线功能将检测到的液位数据用曲线表示出来, 并保留了以往的数据供查用。其趋势曲线画面如 图3。 图3 液位趋势曲线图 3另外利用报警功能将液位报警实时显示在 窗口中,当出现液位低于正常值2 cm时,其 “漏油报 警” 不停闪烁以引起操作人员注意,同时装在液压站 的声光报警装置启动。 5 结束语 该系统从2003年9月投入使用以来每当油位 低于正常值2 cm时,报警系统即自动启动,检修人 员能及时进行处理,避免了经济损失,取得了很好的 效果。 英文翻译 卢 宏 42江 西 冶 金 2004年6月