一種輸入電信號指令與閥芯反饋信號的比較方法技術

本發明專利技術的一種輸入電信號指令與閥芯反饋信號的比較方法，通過一種實時顯示比例流量閥輸入電信號指令與閥芯反饋指令的曲線，對比例流量閥輸入電信號指令和閥芯反饋指令的比例關系進行量化評估。當評估結果顯示出比例流量閥輸入電信號指令與閥芯反饋指令的比例關系異常，以高亮顯示異常點的方式提示操作者異常發生的確切時段。對同一輸入電信號指令對應的閥芯反饋信號進行多次采樣，對比其相似度，當相似度低于規定的級別時，以人機交互界面提示的方式給出評估結果。大大減少操作者及分析人員的統計和分析工作時間，使操作人員無需將精力和時間放在重復性較高的統計工作上。提高了故障判斷率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。
技術介紹
電液比例流量控制閥(簡稱比例流量閥，下同)是可以根據輸入電信號，按照比例對工作油液的流量和方向進行控制的液壓控制閥。當經過放大器給定比例電磁鐵一個輸入信號時，電磁鐵推桿推動節流閥芯移動一定的開口量，節流口進出油流的壓降由壓力閥保持恒定，則調速閥輸入流量為一個定值。如果給定一個連續的電信號，就會輸入一個連續的流量，因此使電信號和輸入流量具有比例關系。此外比例電磁鐵帶有位移傳感器，該位移傳感器反映了節流閥芯的位置并反饋回放大器中，以便作為監控用。其流程如圖1所示。比例流量閥輸入電信號指令與實際開口量的比例關系與理論比例關系的重合度，反映了比例流量閥控制質量的優劣。如果輸入電信號指令與輸出流量間的實際比例關系與理論比例關系的重合度非常低，則比例流量閥已經處于損壞狀態。實際應用中，如果無流量計，則通過計算內置于比例流量閥內部的閥芯反饋信號與輸入電信號指令之間的差值，可以評估比例流量閥是否按照比例關系嚴格執行指令。但是由于閥芯內置于閥體內，肉眼直接無法觀察閥芯的位移情況，并且輸入電信號指令是一個實時變化的值，即使肉眼看到閥芯實體，也無法評估比例流量閥是否在準確的時間準確地執行輸入電信號指令。目前對輸入電信號指令和閥芯反饋信號的評估，主要是以將輸入信號A和閥芯反饋信號以數值或圖像顯示的形式，來表達二者的誤差。數值方式為，向比例流量閥的放大器輸入一個連續的定值電信號，然后使用諸如萬用表測量閥芯反饋信號的形式，評估測量到的閥芯反饋電信號與輸入信號是否呈現正確的比例關系。譬如，假設O?1V電壓輸入電壓信號，對應節流閥芯開口量的O?100%，并且該比例流量閥的比例關系為線性關系，亦即1V對應100%開度。則向比例流量閥輸入一個連續的3V電壓信號時，使用萬用表測量閥芯反饋信號時，萬用表讀數應該在3V左右，允許存在諸如±0.1V的誤差。則可評估閥芯反饋信號與輸入電信號指令呈現比例關系。如果反饋的閥芯信號是5V，則說明該閥芯反饋信號與輸入電信號指令不成比例關系。這種方法是最為容易操作但同時也是最為繁瑣的評估方法。因為每次只能向比例流量閥放大器輸入一個連續的定值電信號，所以每次測量只能判斷一個閥芯反饋信號與輸入電信號指令是否成正確的比例關系。如果要對最小值到最大值輸入信號進行評估，則必須要經過多次輸入電信號及多次測量之后，才能判斷比例流量閥是否具備正確執行所有的電信號的能力。或者，將可編程控制器或者工業控制計算機的數模轉換元件與比例流量閥放大器相連，模數轉換元件與比例流量閥的閥芯反饋信號相連接。當控制器向比例流量閥輸入實時變化的輸入電信號指令A時，同時從模數轉換元件上采集由閥芯反饋回的信號B。通過轉換計算之后，將輸入電信號指令A與閥芯反饋信號B統一量綱。并將A和B顯示在人機交互界面(Human Machine Interface,簡稱HMI,下同)終端。HMI終端上給出三個標簽控件Label，第一個標簽Labell顯示輸入電信號指令A的數值，第二個標簽Label2顯示閥芯反饋信號B的數值。第三個標簽Label3，顯示出輸入電信號指令A和閥芯反饋信號B的差值。操作者通過觀察Labell、Label2及Label3顯示的數值進行判斷。該方法比使用萬用表測量的方法更加簡便，且能夠觀察實時變化的電信號與閥芯反饋之間的關系。或者，給出至少3列(行)以上的表格，在人機交互界面上填寫Labell、Label2的數值，并自動計算出Label3的數值。以3列格式為例。此方法雖然自動化程度較高，但是比較抽象。需要操作者對設備的工作步驟和工藝流程非常了解，才能據數據判斷比例流量閥的執行情況是否正常否則，操作者無法明晰電信號指令A在閥芯反饋信號B什么環節出現了非正常比例關系。或者，采用曲線顯示方式，將輸入電信號指令A的多個數據通過曲線擬合的方式得到曲線，以同樣的方式得到閥芯反饋信號B和差值的曲線。此方法較為直觀，但由于比例流量閥的輸入電信號指令與反饋并不完全是單一的線性關系，有時由于比例流量閥制造原因或為了達到工業需求，將比例流量閥的驅動與執行在動態階段呈現一個非線性關系，也導致了正確執行時輸入電信號指令與閥芯反饋信號在動態階段也應該是一個非線性關系。譬如，當控制器向比例流量閥輸入一個隨時間變換的O?IV電信號時，由于閥芯遮蓋的特性或者工藝的要求，設計所期望的閥芯位置并不是按照線性地從O開啟至10%，其有可能是一條曲線，如圖2所示，其中橫坐標X代表輸入信號指令的數值，縱坐標Y代表閥芯反饋信號的數值。在這種情況下，如需要檢驗閥芯反饋信號B是否與輸入電信號指令A呈現正確的比例關系。需要操作人員對輸入電信號指令與閥芯反饋信號的比例關系十分明確。而且需要對每一個時刻的輸入電信號指令A和反饋指令B進行讀取對比，并評估這兩個數值對比關系是否符合A與B的比例關系。統計工作量非常巨大和繁瑣。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供，操作者以量化了解比例閥輸入指令與閥芯反饋的關系，提高比例流量閥故障的判斷率和準確率。為了達到上述目的，本專利技術采用以下技術方案:，包括以下步驟:步驟一:控制器向比例流量閥發出輸入信號指令，并接收閥芯反饋信號；步驟二:控制器在固定的時間間隔Λ t內記錄輸入信號指令的實時數值A并同時采集閥芯反饋信號的實時數值B，并將k組數據以數組儲存到數據庫中；步驟三:控制器將離散數據繪制成曲線顯示在HMI終端上；步驟四:控制器根據操作者的指令判斷是否需要進行比例閥輸入指令與反饋信號的分析，如是，則跳轉至步驟五；否則直接退出本方法；步驟五:控制器讀取數組中A和B的各個數值；步驟六:控制器判斷在數組中是否存在數值A從零值突變到非零值，若為是則響應時間計時器開始計時，將當前時刻記為Tstart儲存到數據庫中，并進入步驟七；否則跳轉至步驟二 ；步驟七:控制器判斷數組中是否存在數值B從基準值開始突變，若為是，則響應時間計時器停止計時，將當前時刻記為TEnd，并進入步驟八；否則跳轉至步驟二 ；步驟八:根據公式ΛTResponse = TEnd-TStart計算響應時間Λ TResponse并將其存入數據庫；步驟九:控制器判斷Λ TResponse的樣本空間是否足夠多，若為是，則根據Λ TResponse對響應時間重復度利用標準差方法計算得到標準差6，并進入步驟十；否則，直接退出本方法；步驟十:控制器判斷標準差6是否小于預先設定的允許值，若為是，則將穩定標識符Stabilizat1n標識為I,并根據公式η = Δ TResponse/ Δ t算出η值存入數據庫；否則將穩定標識符Stabilizat1n標識為0，并將響應時間不穩定的信息顯示在HMI終端上；步驟^--:控制器判斷穩定標識符Stabilizat1n的值,若為I,則根據公式Ck =Bk+n rAk計算輸入輸出差值Ck存入數據庫，并進入步驟十二 ;若為0，則直接退出本方法；步驟十二:利用預先錄入到數據庫的數值Dk以及允差ε，判斷ICk-D1J是否小于或等于ε，若為是，則該組數據作為閥芯運動正常信息儲存在數據庫中；否則，將異常次數m增加1，并將該組數據以閥芯運動異常信息儲存在數據庫中，并將k所在時間軸的位置高売顯不;步驟十三:循環執行當前第1頁1&nbs本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種輸入電信號指令與閥芯反饋信號的比較方法，其特征在于包括以下步驟：步驟一：控制器向比例流量閥發出輸入信號指令，并接收閥芯反饋信號；步驟二：控制器在固定的時間間隔△t內記錄輸入信號指令的實時數值A并同時采集閥芯反饋信號的實時數值B,并將k組數據以數組儲存到數據庫中；步驟三：控制器將離散數據繪制成曲線顯示在HMI終端上；步驟四：控制器根據操作者的指令判斷是否需要進行比例閥輸入指令與反饋信號的分析，如是，則跳轉至步驟五；否則直接退出本方法；步驟五：控制器讀取數組中A和B的各個數值；步驟六：控制器判斷在數組中是否存在數值A從零值突變到非零值，若為是則響應時間計時器開始計時，將當前時刻記為TStart儲存到數據庫中，并進入步驟七；否則跳轉至步驟二；步驟七：控制器判斷數組中是否存在數值B從基準值開始突變，若為是，則響應時間計時器停止計時，將當前時刻記為TEnd，并進入步驟八；否則跳轉至步驟二；步驟八：根據公式ΔTResponse＝TEnd?TStart計算響應時間ΔTResponse并將其存入數據庫；步驟九：控制器判斷ΔTResponse的樣本空間是否足夠多，若為是，則根據ΔTResponse對響應時間重復度利用標準差方法計算得到標準差б，并進入步驟十；否則，直接退出本方法；步驟十：控制器判斷標準差б是否小于預先設定的允許值，若為是，則將穩定標識符Stabilization標識為1，并根據公式n＝ΔTResponse/△t算出n值存入數據庫；否則將穩定標識符Stabilization標識為0，并將響應時間不穩定的信息顯示在HMI終端上；步驟十一：控制器判斷穩定標識符Stabilization的值，若為1，則根據公式Ck＝Bk+n?1?Ak計算輸入輸出差值Ck存入數據庫，并進入步驟十二；若為0，則直接退出本方法；步驟十二：利用預先錄入到數據庫的數值Dk以及允差ε，判斷|Ck?Dk|是否小于或等于ε，若為是，則該組數據作為閥芯運動正常信息儲存在數據庫中；否則，將異常次數m增加1，并將該組數據以閥芯運動異常信息儲存在數據庫中，并將k所在時間軸的位置高亮顯示；步驟十三：循環執行步驟十二，直至對k組的Ak和Bk+n?1，Ck和Dk比較完畢。步驟十四：根據公式Present＝m/k計算超差百分比Present；將其顯示在HMI終端中的曲線上并對數據庫中的m和k復位；結束本方法。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：韋發彬，羅成輝，謝越林，霍志恒，陳保偉，
申請(專利權)人：佛山市恒力泰機械有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44