安向東，劉芳

（中原工學院，河南 鄭州 450007）

工程機械液壓故障診斷系統(tǒng)

安向東，劉芳

（中原工學院，河南 鄭州 450007）

工程機械是工作在多樣性的戶外環(huán)境，很多工程機械采用液壓傳動。由于工作時間長、環(huán)境惡劣，液壓系統(tǒng)故障率比較高。對液壓系統(tǒng)故障的處理主要是技術人員憑經驗來完成的。液壓故障查找困難，而且是復雜的、多方面的。論文介紹應用VB平臺和ACCESS數據庫管理系統(tǒng)，開發(fā)能夠幫助技術人員和用戶方便、準確地查找液壓故障的專家系統(tǒng)。

液壓故障；故障診斷；工程機械

0 引言

液壓技術和設備因為獨特的優(yōu)點廣泛應用于工程機械中。由于工程機械工作環(huán)境惡劣，故障率比較高，售后維修人員很難及時到現場解決。當前對液壓故障的出現主要是基于技術人員的經驗來處理，故障查找手操作，工作量大，而且一個故障有可能是介質或者液壓元件等多個因素造成的，液壓故障是復雜多樣的。開發(fā)液壓故障診斷專家系統(tǒng)，可以幫助用戶快速找到故障問題，并提出解決方法。

隨著數據庫應用的發(fā)展，專家系統(tǒng)技術的普及與應用，液壓故障診斷也有了新的方式。直接通過數據庫專家系統(tǒng)和人工網絡在線診斷，實現信號監(jiān)測數據處理和知識處理統(tǒng)一，液壓系統(tǒng)故障診斷不再是有經驗的技術人員才能掌握的了，現場操作人員就可以輕松解決所出現的故障問題。

1 液壓故障診斷系統(tǒng)分析方法

目前，液壓設備故障診斷的步驟有：檢查液壓系統(tǒng)工作環(huán)境，判斷故障發(fā)生區(qū)域，對故障進行綜合分析，建立完善的運行記錄。

1.1人工診斷方案

首先列出液壓設備的各種故障，用邏輯推理、判斷、篩選出需要檢修的液壓元件，看執(zhí)行元件是否爬行、無力、速度異常，液位高度、油液變質及外泄漏，測壓點工作壓力是否穩(wěn)定，各連接處有無泄漏及泄漏量；聽泵和馬達有無異常聲響等。然后列出以不同元件為檢驗對象的液壓系統(tǒng)，為液壓件的檢驗提供方法。主要還是憑借技術人員的經驗，靠眼、手和耳朵來進行判斷、篩選問題和找出解決方法，而對非專業(yè)的操作用戶則是問題重重，無從下手。

1.2本系統(tǒng)方案

系統(tǒng)是在一個基于VB開發(fā)平臺和ACCESS數據庫管理系統(tǒng)基礎上開發(fā)的專家系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有良好的操作界面，可分類查詢和模糊查詢液壓故障問題并提出解決相應的方法，減少技術和操作人員在診斷方面的工作量，及時，準確，有效的診斷出液壓故障的情況。系統(tǒng)框架如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)框架

2 液壓故障診斷系統(tǒng)組成

2.1液壓故障診斷專家系統(tǒng)總體結構設計

液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)是通過市場調研和收集問題，從液壓領域專家獲得專業(yè)知識，從工程師和技術人員那里獲得故障診斷實踐經驗和診斷策略，并用來解決液壓系統(tǒng)故障診斷方面的困難問題。本文設計的液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)總體結構如圖2所示，主要由知識庫、推理機、綜合數據庫以及人機交互界面等模塊組成，其中知識庫和推理機是系統(tǒng)的核心部分。

圖2　液壓故障診斷系統(tǒng)流程

2.2查定故障部位的理論知識

查定故障部位可應用方框圖法或魚刺圖法等方法進行。方框圖是根據故障現象，逐級畫出出現該故障現象的各種可能原因，再逐一進行排查，最終找出故障的部位和原因。

圖3　液壓系統(tǒng)振動與噪聲故障魚刺圖

2.3典型機械液壓故障查詢界面

設計來源于圖書館書籍檢索界面設計，根據檢索條件查詢液壓出現故障的元件、故障原因以及故障處理建議，界面如圖4所示。通過診斷系統(tǒng)我們可以方便的查找到液壓中常見的一些故障。即使是沒有經驗的人員也可以根據故障現象來判斷故障部件和故障的處理建議。此系統(tǒng)我們收集了大部分的液壓故障的類型，儲存在數據庫表中，一些常見的液壓故障我們可以直接查詢得到。這樣使用計算機輔助查詢液壓故障會使查詢效率增加很多，具有方便、精確、快速的效果。

圖4　典型機械液壓故障查詢界面

3 液壓故障診斷系統(tǒng)的特點

系統(tǒng)使用在Windows操作系統(tǒng)下運行，采用VisualBasic語言和Access數據庫。Access數據庫優(yōu)點：簡單易學、使用方便、開發(fā)和維護方便?？梢越Y合Excell可實現低成本而又較高的分析能力。提供了表、查詢、窗體、報表、頁、宏、模塊7種用來建立數據庫系統(tǒng)的對象；提供了多種向導、生成器、模板，把數據存儲、數據查詢、界面設計、報表生成等操作規(guī)范化。

系統(tǒng)界面簡單，人機交互性良好，易于操作，可針對非專業(yè)的操作人員使用。系統(tǒng)有開放的數據庫接口，可以不斷增加問題和解決方法。

4 總結

隨著科學技術的不斷發(fā)展，液壓故障診斷專家系統(tǒng)的處理對象的結構越來越復雜、功能越來越強大，知識庫越來越完善，推理更加準確。對液壓故障診斷的快捷、準確性上也要求越來越高，因此液壓故障診斷專家系統(tǒng)在向著智能化、虛擬化、網絡化、交叉化和在線診斷方向發(fā)展。

在使用中數據庫不斷地更新、豐富、充實，使專家系統(tǒng)更加專，更貼近生產實際，有效地解決生產現場出現的故障問題。

［1］王亮申，等.液壓缸的數字化設計［J］.廣州：機床與液壓，2006，12.

［2］王興元.工程機械液壓與液力傳動圖冊［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［3］徐千里.CAD、CAE技術在大型液壓機設計分析中的應用［J］.北京：計算機輔助設計與制造，2001，4.

［4］許福玲.液壓與氣壓傳動［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2007.

［5］黃志堅.液壓設備故障診斷與監(jiān)測實用技術［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2005.

［6］章宏甲.機床液壓傳動［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1987.

［7］凌志勇.機床液壓系統(tǒng)及故障維修［J］.北京：化學工業(yè)出版社，2007.

［8］成大先.機械設計手冊（液壓傳動）［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2004.

［9］安向東.液壓故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)［J］.廣州：機床與液壓，2010，9.

The Hydraulic Breakdown Diagnosis System to Construction Machinery

AN Xiang-Dong，LIU Fang
（Zhongyuan Insitutate of Technology，Zhengzhou Henan 450007，China）

Abstrast:Construction machinery is working in the diversity of the outdoor environment.A lot of construction machinery use hydraulic transmission.Due to work on long hours，poor environment，hydraulic system failure rate is relatively high.The treatment on the faults of hydraulic system is mainly based on experience of technical person.Hydraulic fault is found difficulties and is complex，multifaceted.This paper introduces the application of VB platform and ACCESS database management system to develop an expert system that can help technicians and users to easily，accurately solve hydraulic fault.

hydraulic breakdown；breakdown diagnosis；data base

TP271+.31

A

10.3969/j.issn.1002-6673.2015.02.019

1002-6673（2015）02-051-03

2015-01-13

安向東（1965-），男，河南鄭州人，教授，碩士導師。從事機械CAD/CAM、流體傳動的教學和研究。