释放峰值性能：自监测液压系统的收益

液压系统在制造、建筑、航空、运输等众多行业扮演关键角色。这些系统通过加压流体传递动力，是各类机械设备的重要组成部分。为确保其最优性能并防止意外故障，实施自动化监测流程持续评估液压系统可靠性至关重要。

应监测什么？

至少在某种程度上，取决于具体机器。考虑因素可能包括系统关键性、维护密集程度、监测基础设施准备成本与潜在收益对比。当然，并非所有系统需要所有可能监测能力，但每个系统都能从收集特定数据中受益。大多数系统良好起点是询问过去什么信息最有益。对大多数系统，以下是值得监测的良好状况。

温度：

监测液压油和关键部件温度至关重要。过热导致流体降解、部件加速磨损、系统效率降低。温度监测有助于识别过热问题、检测异常温度波动、预防潜在故障。

压力：

监测液压压力提供系统性能重要洞察，帮助确保其在安全限值内运行。压力传感器测量系统各点压力，如泵、阀、蓄能器、气缸。压力监测有助于检测压力尖峰、压降或压力不足，这些可能指示泄漏、堵塞或泵故障等问题。

流量：

监测液压油流量对维持正常运行和检测流量相关问题至关重要。流量传感器测量流体通过系统速率。流量监测有助于识别限制、堵塞或过大流量，可能指示阀故障、滤芯堵塞或部件尺寸不当。

液位：

监测储油罐或其他液压部件液位有助于确保流体充足供应。低液位导致汽蚀、气蚀或润滑不足，引发系统故障。液位传感器或视镜常用于监测液位。

过滤效率：

液压系统依赖过滤去除流体污染物。监测过滤效率有助于确保滤芯有效去除颗粒、维持流体清洁度。滤芯两侧压差表或污染指示器可指示何时需清洁或更换。使用正确传感器监测滤芯使制定更换计划变得容易得多。

振动：

监测液压系统振动水平可提供旋转机械（如泵、电机）状况洞察。过度振动可能指示错位、轴承磨损或机械问题，若不解决可导致故障或设备寿命缩短。振动传感器或加速度计用于测量监测振动水平。

流体污染：

液压流体污染是重大关切，因它可损坏系统部件。监测颗粒、水、气体等污染物水平有助于维持流体清洁度、预防部件过早磨损。颗粒计数器、水分传感器、除气装置常用于监测流体污染。

运行工况：

监测负载、速度、执行器位置等运行工况提供系统性能全面理解。这些参数有助于识别异常工况、偏离预期行为或潜在过载情况。这对需保持高精度和精确度的系统特别有帮助。

通过监测这些工况，液压系统操作员和维护人员可检测潜在问题、识别问题根因、及时采取纠正行动。定期监测分析这些工况有助于确保液压系统可靠性、效率和寿命。

监测液压系统的重要性

液压系统复杂，由泵、阀、执行器、储油罐等众多部件组成。定期监测这些系统对检测潜在问题、防止故障、优化性能至关重要。人工监测耗时、易出错、可能无法提供实时数据。往往人工监测让位于其他职责，许多情况下根本不执行。因此，自动化监测方案提供显著优势。

自动化监测的收益：

实时数据：

自动化监测系统持续收集分析数据，提供液压系统性能实时信息。这使异常能被及时检测、及时干预预防重大故障。

提高可靠性：

通过监测压力、温度、液位、流量等关键参数，自动化系统可在问题造成重大损害前识别潜在问题。这带来可靠性增强、降低非计划停机风险。

预测性维护：

自动化监测允许实施预测性维护策略。通过分析历史数据识别模式，维护活动可主动安排，降低成本、最小化干扰。

数据记录与分析：

自动化系统可记录存储大量数据，支持趋势和性能模式深度分析。这促进更好决策和识别优化机会。

实施自动化监测的挑战

集成复杂性：

将自动化监测系统集成到现有液压装置可能需要修改或额外传感器。兼容性问题和专业技能需求在实施期间构成挑战。

数据解读：

收集海量数据仅在能有效解读时有价值。分析并从收集数据中提取有意义洞察可能复杂耗时。

成本考量：

实施自动化监测系统涉及显著前期成本，包括传感器安装、硬件、软件、培训。然而，这些成本常被增强可靠性和降低维护费用的长期收益抵消。也不必一次性完成一切。可从监测关键回路开始，若发现有益再逐步扩展诊断至所有回路所有系统。

潜在解决方案

传感器技术：

利用能同时监测多参数的先进传感器可提供液压系统性能全面洞察。这些传感器应坚固、准确、能实时传输数据。有线或无线，许多可通过Wi-Fi传输，有多种输入设备选择。若无线，可用电池或本地电源供电。

数据分析：

实施复杂数据分析工具可帮助处理和解读收集数据，提供可操作洞察优化液压系统性能。虽然许多设施已有多个传感器，但大多为逻辑系统提供信息。鲜有仅为数据收集分析安装的传感器。

远程监测：

利用远程监测能力允许随时随地实时访问数据，增强对关键事件和异常的及时响应能力。

自动监测液压系统可靠性对最大化性能、防止故障、最小化停机至关重要。通过实施自动化监测系统，行业可受益于实时数据、提高可靠性、预测性维护、数据驱动决策，特别是故障排查时。

虽然集成复杂性和成本考量等挑战存在，但传感器技术和数据分析进步提供潜在解决方案。通过拥抱自动化监测，行业可确保液压系统寿命和效率，带来生产率提升和运营成本降低。

成本考量

“实施自动化监测系统涉及显著前期成本，包括传感器安装、硬件、软件、培训。然而，这些成本常被增强可靠性和降低维护费用的长期收益抵消。也不必一次性完成一切。可从监测关键回路开始，若发现有益再逐步扩展诊断至所有回路所有系统。”

从何开始

压力和流量监测是液压系统维护和故障排查两个基本方面。若有预算限制或用户只想随时间构建完整监测系统，这两者绝对最重要。这些监测技术提供系统性能和健康的宝贵信息，允许早期检测潜在问题、确保最优运行。

压力监测：

压力监测涉及测量液压系统各点压力。这允许操作员评估系统整体健康、识别任何异常。压力表或变送器通常安装在关键位置，如泵出口、阀口、蓄能器、执行器口。

压力监测关键方面包括：

系统压力：

监测整体系统压力有助于确保其处于安全高效运行推荐范围内。偏离期望压力可能指示堵塞、泄漏、泵或蓄能器故障等问题。

差压：

差压是系统两点间压力差。监测滤芯、阀或其他部件两侧差压有助于识别堵塞或失效元件。

峰值压力：

监测峰值压力水平有助于识别潜在过载工况，可能导致部件故障或系统损坏。

流量监测

流量监测涉及测量液压系统内流体流动速率。此信息对评估系统性能、检测堵塞、确保充分润滑和冷却至关重要。鲜有系统有办法测量关键点流量。许多设计师似乎认为测量压力足够，但压力只是故事一部分。例如，若执行器移动太慢，是旁通还是流量受限？压力表无法告诉我们。

流量监测关键方面包括：

流速：

监测流速有助于确保液压系统提供足够流体满足运营需求。低流速可能指示堵塞或泵/蓄能器问题，高流速可能暗示过度磨损或控制阀故障。

流向：

监测流向有助于识别阀操作或流体回路问题，确保流体按预期方向流动。这可识别卡滞打开的单向阀和压力控制阀等部件。

流体温度：

监测液压油温度对检测潜在过热问题至关重要。温度升高可能指示冷却不足或系统内过度摩擦。

通过持续监测压力和流量，操作员可检测异常、诊断问题、采取适当行动预防系统故障、减少停机、提高液压系统整体可靠性和效率。

温度监测

液压系统温度监测是确保其安全高效运行的基本方面。液压系统利用高压流体传递动力、控制各种机械部件运动。监测温度有助于检测潜在问题、防止系统故障、最大化液压油和部件寿命。

大部分情况下，液压部件磨损时通常泄漏。若泄漏到地板上显而易见。但更常见是内部泄漏或旁通，可能长时间不被察觉。

可能无磨损视觉迹象直到部件突然不再满意运行，但旁通有一共同特征——部件两侧温升。因为任何泄漏（内部或外部）导致不做有用功的压力降。

任何不做功的压力降产生热量。因此磨损部件将有异常温升。我们必须监测温度，因为要发现异常增益，必须知道什么是“正常”。

温度传感器：

温度传感器测量液压油温度。最常见类型是电阻温度检测器（RTD）或热电偶。这些传感器放置在液压系统战略点，如储油罐、泵、阀块、关键部件。

传感器布置：

温度传感器位置对准确监测至关重要。传感器应安装在温度变化最可能发生区域，如高压区附近、发热部件附近、液压油流动路径内。

传感器校准：

部署前温度传感器需校准确保读数准确。校准涉及将传感器输出与已知温度基准比较、必要时调整。此步骤有助消除传感器测量系统误差。

数据采集：

温度传感器连接数据采集系统，捕获记录随时间温度读数。可为专用监测设备或大型控制系统一部分。数据采集系统可能包含模数转换器将传感器模拟信号转为可处理分析的数字数据。

监测与分析：

采集温度数据持续监测分析以检测任何异常或趋势。可设置阈值或报警限值，温度超安全运行限值触发警报。分析温度模式可提供液压系统性能洞察、识别过热等潜在问题、帮助规划预防性维护。

维护与干预：

温度监测实现主动维护实践。若温度读数指示异常工况如过热，可能指示泵故障、滤芯堵塞、冷却不足、过度摩擦等问题。维护人员可在问题升级导致系统故障前采取适当措施解决。

从何开始

“压力和流量监测是液压系统维护和故障排查两个基本方面。若有预算限制或用户只想随时间构建完整监测系统，这两者绝对最重要。这些监测技术提供系统性能和健康宝贵信息，允许早期检测潜在问题、确保最优运行。”

液压系统温度监测收益

问题早期检测：

监测温度有助于检测液压系统异常和潜在问题。异常温度尖峰或持续高温可能指示部件磨损、流体降解、污染、冷却不足等问题。

防止系统故障：

通过早期识别问题，温度监测允许及时维护或维修，防止可能导致昂贵停机和维修的灾难性故障。

延长部件寿命：

过热对液压部件有害，导致加速磨损和寿命缩短。监测温度有助于确保部件在规定温度范围内运行，促进寿命和可靠性。

性能优化：

温度监测提供分析系统性能、识别改进领域的宝贵数据。有助于优化冷却策略、流体选择、整体系统效率。

液压系统温度监测是确保其安全高效运行的关键方面。通过使用温度传感器、数据采集系统、分析技术，潜在问题可早期检测、系统故障可预防、液压部件寿命可最大化。

传感器接口

许多PLC系统已支持数据存储和分析，因此机器开始记录可能仅需安装传感器、配置I/O端口。然而许多用户倾向于将持续监测作为独立功能以便控制访问。此外，并非所有PLC软件支持与新型厂内基础设施通信的物联网协议。

SensoNODE™等接口可提供本地和基于云的接口解决方案，提供可定制仪表盘、邮件/短信警报、图表、统计等功能。许多单个传感器提供高达1000英尺无线范围（中继器易扩展），基于云的接口允许任何有互联网接入处访问。

这些信息难道不能人工收集记录？当然可以。但不会。

三十年在美国及其他地区教学咨询中，我为数百家工业工厂提供定制可靠性和预防性维护表单，旨在收集记录まさ此类信息。没有一次被长期使用，其他任务接管其优先级。通过自动持续监测记录，数据实际被记录、在需要时可用以避免停机和非必要部件更换。在所有收益中，这是最大的。

本文源自Jack Weeks在2023年可靠工厂与机械润滑会议展览上的演讲。了解2024年可靠工厂与机械润滑更多信息，点击此处。