释放最佳性能：自我监控液压系统的优势

液压系统在从制造和建筑到航空和运输的众多行业中发挥着至关重要的作用。这些系统负责通过使用加压流体传输动力，使其成为各种机械和设备的重要组成部分。为了确保其最佳性能并防止意外故障，必须实施自动监控流程来持续评估液压系统的可靠性。
 

应该监控什么？

至少在某种程度上，这取决于机器。需要考虑的因素可能包括系统的重要性、维护强度以及准备监控基础设施的成本与潜在收益的比较。当然，并非所有系统都需要所有可能的监控功能，但每个系统都可以从收集某些数据中受益。对于大多数系统来说，一个好的起点是询问哪些信息在过去是有益的。对于大多数系统，以下是监视的良好条件。

温度：

监测液压油和关键部件的温度至关重要。过多的热量会导致流体降解、加速部件磨损并降低系统效率。监控温度有助于识别过热问题、检测异常温度波动并防止潜在故障。

压力：

监测液压可以提供对系统性能的重要了解，并有助于确保其在安全范围内运行。压力传感器用于测量系统内各个点的压力，例如泵、阀门、蓄能器和气缸。监测压力有助于检测压力峰值、压力下降或压力不足，这可以指示泄漏、堵塞或泵故障等问题。

流量：

监测液压油的流量对于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的运动速率。监测流量有助于识别限制、堵塞或流量过多，这些可能表明阀门故障、过滤器堵塞或组件尺寸不当。

液位：

监测储液器或其他液压部件中的液位有助于确保充足的流体供应。液位低会导致气蚀、充气或润滑不足，从而导致系统故障。液位传感器或观测计通常用于监测液位。

过滤效率：

液压系统依靠过滤来去除流体中的污染物。监测过滤效率有助于确保过滤器有效去除颗粒并保持流体的清洁度。过滤器上的压差计或污垢指示器可以指示何时需要清洁或更换。使用正确的传感器来监控过滤器时，制定过滤器更换计划会变得更加容易。

振动：

监测液压系统中的振动水平可以深入了解旋转机械（例如泵和电机）的状况。过度振动可能表明不对中、轴承磨损或机械问题，如果不加以解决，可能会导致故障或缩短设备使用寿命。振动传感器或加速度计用于测量和监控振动水平。

流体污染：

液压油污染是一个重要问题，因为它可能导致系统组件损坏。监测颗粒、水或空气等污染物的水平有助于保持流体的清洁度并防止部件过早磨损。粒子计数器、湿度传感器和空气去除装置通常用于监测流体污染。

操作条件：

监控负载、速度和执行器位置等运行条件可以全面了解系统的性能。这些参数可以帮助识别异常情况、与预期行为的偏差或潜在的过载情况。这对于需要保持高水平准确度和精确度的系统特别有用。

通过监测这些状况，液压系统操作员和维护人员可以发现潜在问题，找出问题的根本原因，并及时采取纠正措施。定期监测和分析这些状况有助于确保液压系统的可靠性、效率和使用寿命。
 

监控液压系统的重要性

液压系统很复杂，由泵、阀门、执行器和储液罐等众多部件组成。定期监控这些系统对于检测潜在问题、防止故障和优化性能至关重要。手动监控非常耗时，容易出现人为错误，并且可能无法提供实时数据。很多时候，手动监控排在其他职责之后，而且在许多情况下根本无法完成。因此，自动化监控解决方案具有显着的优势。

自动监控的好处：

实时数据：

自动监控系统不断收集和分析数据，提供有关液压系统性能的实时信息。这样可以及时发现异常并及时干预，防止发生重大故障。

提高可靠性：

通过监测压力、温度、液位和流速等关键参数，自动化系统可以在潜在问题造成重大损害之前识别它们。这提高了可靠性并降低了计划外停机的风险。

预测性维护：

自动监控可以实施预测性维护策略。通过分析历史数据和识别模式，可以主动安排维护活动，从而降低成本并最大限度地减少中断。

数据记录和分析：

自动化系统可以记录和存储大量数据，从而能够深入分析趋势和性能模式。这有助于更好的决策和识别优化机会。
 

实施自动化监控的挑战

集成复杂性：

将自动监控系统集成到现有的液压装置中可能需要修改或额外的传感器。兼容性问题和对专业知识的需求可能会在实施过程中带来挑战。

数据解释：

收集大量数据只有能够得到有效解释才有价值。从收集的数据中分析并提取有意义的见解可能非常复杂且耗时。

成本考虑：

实施自动化监控系统可能需要大量的前期成本，包括传感器安装、硬件、软件和培训。然而，这些成本通常会被增强可靠性和减少维护费用的长期好处所抵消。此外，没有必要一次完成所有事情。我们可以从监控关键电路开始，如果我们发现这样做有益的话，可以逐渐将诊断扩展到所有系统中的所有电路。
 

潜在的解决方案

传感器技术：

利用能够同时监测多个参数的先进传感器可以提供对液压系统性能的全面了解。这些传感器应该坚固、准确并且能够实时传输数据。有线或无线，许多都可以通过 Wi-Fi 进行传输，并有多种输入设备可供选择。如果是无线的，他们可以使用电池电源或本地电源。

数据分析：

实施复杂的数据分析工具可以帮助处理和解释收集的数据，提供可操作的见解来优化液压系统性能。虽然许多设施已经安装了多个传感器，但其中大多数是为逻辑系统提供信息。很少有安装只是为了数据收集和分析。

远程监控：

利用远程监控功能，可以随时随地访问实时数据，增强对关键事件和异常情况迅速响应的能力。

自动监控液压系统的可靠性对于最大限度地提高性能、防止故障和最大限度地减少停机时间至关重要。通过实施自动化监控系统，各行业可以从实时数据、改进的可靠性、预测性维护和数据驱动的决策中受益，尤其是在故障排除时。

尽管存在集成复杂性和成本考虑等挑战，但传感器技术和数据分析的进步提供了潜在的解决方案。通过采用自动化监控，各行业可以确保液压系统的使用寿命和效率，从而提高生产率并降低运营成本。

成本考虑

“实施自动化监控系统可能会涉及大量的前期成本，包括传感器安装、硬件、软件和培训。然而，这些成本往往会被增强可靠性和减少维护费用的长期好处所抵消。此外，没有必要一次性完成所有事情。我们可以从监控关键电路开始，如果我们发现这样做有益的话，可以逐步将诊断扩展到所有系统中的所有电路。”

从哪里开始

压力和流量监测是液压系统维护和故障排除的两个重要方面。如果预算有限，或者用户只是想随着时间的推移建立一个完整的监控系统，那么这两个是迄今为止最重要的。这些监控技术提供了有关系统性能和运行状况的宝贵信息，可以及早发现潜在问题并确保最佳运行。

压力监控：

压力监测涉及测量液压系统内各个点的压力。这使得操作员能够评估系统的整体健康状况并识别任何异常情况。压力表或传感器通常安装在关键位置，例如泵出口、阀门端口、蓄能器和执行器端口。
 

压力监控的关键方面包括：

系统压力：

监控整体系统压力有助于确保其处于安全高效运行的建议范围内。与所需压力的偏差可能表明存在堵塞、泄漏或泵或蓄能器故障等问题。

压差：

压差是系统中两点之间的压力差。监测过滤器、阀门或其他组件的压差有助于识别堵塞或故障的元件。

峰值压力：

监测峰值压力水平可以帮助识别潜在的过载情况，这可能导致组件故障或系统损坏。
 

流量监控

流量监测涉及测量液压系统内的流体流量。这些信息对于评估系统性能、检测堵塞以及确保充分润滑和冷却至关重要。很少有系统能够测量关键点的流量。许多设计师似乎认为测量压力就足够了，但压力只是故事的一部分。例如，如果执行器移动太慢，是否会绕过或流量受到某种限制？压力表无法告诉我们这一点。

流量监控的关键方面包括：

流量：

监测流量有助于确保液压系统提供足够的流体以满足操作要求。低流量可能表明泵或蓄能器发生堵塞或问题，而高流量可能表明过度磨损或控制阀出现故障。

流向：

监测流向可以帮助识别阀门操作或流体回路的问题，确保流体沿预期方向流动。这可以识别止回阀和压力控制等已打开的组件。

流体温度：

监测液压油的温度对于检测潜在的过热问题至关重要。温度升高可能表明系统内冷却不足或摩擦过度。

通过持续监测压力和流量，操作员可以检测异常情况、诊断问题并采取适当的措施来防止系统故障、减少停机时间并提高液压系统的整体可靠性和效率。
 

温度监控

监测液压系统的温度是确保其安全高效运行的重要方面。液压系统使用高压流体来传输动力并控制各种机械部件的运动。监控温度有助于检测潜在问题、防止系统故障并最大限度地延长液压油和组件的使用寿命。

大多数情况下，当液压元件磨损时，它们通常会泄漏。如果它们漏到地板上，那就很明显了。然而，更常见的是，它们会内部泄漏或绕过，这可能会在相当长的一段时间内被忽视。

直到组件突然不再令人满意之前，可能不会出现明显的磨损迹象，但旁路确实有一个共同特征——整个组件的温度增益。这是因为任何泄漏，无论是内部泄漏还是外部泄漏，都会导致压力下降，而不会产生任何有用的功。

任何不做功的压降都会产生热量。因此，磨损的部件将会出现异常的温升。我们必须监控温度，因为为了发现异常增益，我们必须了解什么是“正常”。

温度传感器：

温度传感器用于测量液压油的温度。最常见的传感器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内的关键点，例如储液器、泵、阀块或关键部件。

传感器放置：

温度传感器的位置对于准确监测至关重要。传感器应安装在最容易发生温度变化的区域，如高压区附近、发热部件附近、液压油流路内等。

传感器校准：

在部署之前，需要校准温度传感器以确保读数准确。校准包括将传感器的输出与已知的温度参考进行比较，并在必要时进行调整。此步骤有助于消除传感器测量中的任何系统误差。

数据采集：

温度传感器连接到数据采集系统，该系统捕获并记录一段时间内的温度读数。这可以是专用监控设备或更大控制系统的一部分。数据采集系统可能包括模数转换器，用于将传感器的模拟信号转换为可以处理和分析的数字数据。

监控与分析：

持续监控和分析获取的温度数据以检测任何异常或趋势。可以设置阈值或警报限制，以便在温度超过安全操作限制时触发警报。分析温度模式可以深入了解液压系统的性能，识别过热等潜在问题，并帮助规划预防性维护。

维护和干预：

温度监控可实现主动维护实践。如果温度读数表明异常情况，例如过热，则可能表明存在泵故障、过滤器堵塞、冷却不足或摩擦过度等问题。维护人员可以在问题升级并导致系统故障之前采取适当措施解决问题。

从哪里开始

“压力和流量监测是液压系统维护和故障排除的两个重要方面。如果预算有限，或者用户只是想随着时间的推移建立一个总体监测系统，那么这两个方面是迄今为止最重要的。这些监测技术提供了有关系统性能和健康状况的宝贵信息，可以及早发现潜在问题并确保最佳运行。”

液压系统温度监控的好处

及早发现问题：

监测温度有助于检测液压系统中的异常情况和潜在问题。异常的温度峰值或长时间的高温可能表明存在组件磨损、流体降解、污染或冷却不足等问题。

防止系统故障：

通过在早期阶段发现问题，温度监控可以及时进行维护或维修，防止发生可能导致昂贵的停机和维修的灾难性故障。

延长组件寿命：

过多的热量对液压部件有害，导致加速磨损并缩短使用寿命。监控温度有助于确保组件在指定的温度范围内运行，从而提高使用寿命和可靠性。

性能优化：

温度监控为分析系统性能和确定需要改进的领域提供了宝贵的数据。它有助于优化冷却策略、流体选择和整体系统效率。

监测液压系统的温度是确保其安全高效运行的关键方面。通过使用温度传感器、数据采集系统和分析技术，可以及早发现潜在问题，防止系统故障，并最大限度地延长液压部件的使用寿命。
 

传感器接口

许多 PLC 系统已经支持数据存储和分析，因此机器很可能只需安装传感器和配置 I/O 端口即可开始记录。然而，许多用户更喜欢将连续监控作为一个单独的功能，以便可以控制访问。此外，并非所有 PLC 软件都采用物联网协议来与较新的厂内基础设施进行通信。

SensoNODE™ 等界面可以提供本地和基于云的界面解决方案，提供可定制仪表板、电子邮件/短信警报、图表、统计等功能。许多单独的传感器提供高达 1,000 英尺的无线范围（可通过中继器轻松扩展），并且基于云的界面允许访问任何有互联网接入的地方。

难道这些信息都不能手动收集和记录吗？当然可以。但事实并非如此。

在美国及其他地区的三十年指导和咨询中，我为数百家工厂提供了定制的可靠性和预防性维护表格，旨在准确收集和记录此类信息。在其他任务取代它们的优先级之前，它们没有一次被使用很长时间。通过自动连续监控和记录，数据实际上被记录下来并在需要时可用，以避免停机和不必要的组件更换。在所有好处中，这是最大的。

本文摘自 Jack Weeks 在 2023 年可靠工厂和机械润滑会议暨展览会上的会议演讲。要了解有关 2024 年可靠工厂和机械润滑的更多信息，请单击此处。