工程机械 数字液压多路换向阀-征求意见稿

1T/CHPSAYY023—/T/CMES24034—工程机械数字液压多路换向阀本文件规定了数字多路阀的基本参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输。本文件适用于工程机械用数字液压多路换向阀。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T156标准电压GB/T7935液压元件通用技术条件GB/T15623.1液压传动电调制液压控制阀第1部分：四通方向流量控制阀试验方法GB/T17446流体传动系统及元件词汇GB/T20921机器状态监测与诊断词汇GB/T29771.1工业机械数字控制器第1部分：通用技术条件GB/T36048乘用车CAN总线物理层技术要求JB/T8729液压多路换向阀T/CMES24033工程机械数字液压柱塞泵3术语和定义GB/T17446、GB/T20921、GB/T29771.1、GB/T36048界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1数字液压多路换向阀digitalhydraulicmulti-wayvalve是一种具有基于总线方式通讯，通过离散控制信号调节流量或方向，具有工作参数、工作模式、控制算法配置，状态监测及故障诊断功能的液压多路换向阀。主要由数字控制器、传感器、液压多路换向阀等组成。数字液压多路阀结构组成示意图见附录A。3.2液压多路换向阀hydraulicmulti-wayvalve具有多路可独立控制、且均能控制流量或方向的液压阀。液压多路换向阀可分为片式组合和整体式两种结构。3.3数字控制器digitalcontroller使用数字信号通讯和控制算法实现数字液压多路换向阀控制、监测、诊断的控制装置。3.4滞环hysteresis2T/CHPSAYY023—/T/CMES24034—在闭环模式下的整个输入信号范围的内，以小于设备动态特性起作用的速度进行一个完整循环（中位-正向最大-中位-反向最大-中位），产生相同输出的输入信号之差的最大值与相应单方向输入信号范围（中位-正向最大位置或者中位-反向最大位置）的百分比即为滞环。4基本参数和标记4.1基本参数数字液压多路换向阀的基本参数应包括：工作电压，单位：V；工作电流，单位，A；通信协议；其它基本参数应符合JB/T87293中第5章5.1的规定。4.2标记应符合JB/T8729中第5章5.2的规定。5技术要求5.1一般要求5.1.1工作电压应符合GB/T156中的规定。5.1.2通讯协议总线接口与通信协议应支持下列要求：——周期通信，为满足阀芯位置等控制的采样周期要求；——实时通信，为满足阀芯位置等控制的响应时间；——安全通信，为防止总线与装置的正常运行受到损坏或异常停止；——可靠通信，为应对现场干扰，应有差错处理机制。为使不同厂家的控制器之间互操作，总线应具有开放性，并且在产品说明书详细描述通讯协议内容和遵循的标准规范。5.1.3其它要求应符合JB/T8729中第6章6.1的规定。5.2数字液压多路换向阀要求耐压性能、油路型式与滑阀机能、换向性能、内泄漏、压力损失、安全阀性能、补油阀开启压力、过载阀和补油阀泄漏量、背压性能、负荷传感性能、密封性能、操纵力、高温性能、耐久性能应符合JB/T8729中第6章6.2的规定。装配和外观应符合JB/T8729中第6章6.3的规定。阀芯位移滞环要求不超过3%。阀芯位移响应时间不超过300ms。T/CHPSAYY023—/T/CMES24034—阀芯位移控制死区范围不超过2%。5.3数字控制器性能要求数字控制器的基本性能要求、电气防护要求、气候环境防护要求、机械环境防护要求、电磁抗扰度要求等应符合T/CMES24033章节4.6中的要求。与数字控制器配套传感器的基本性能要求、电气防护要求、气候环境防护要求、机械环境防护要求、电磁抗扰度要求等应符合T/CMES24033章节4.7中的要求。5.4状态监测要求数字液压多路换向阀状态监测主要是通过在多路换向阀上集成各类传感器，对多路换向阀阀芯位移、工作油口压力、进油口压力、油液温度进行实时监测，具体要求如下：1）多路换向阀集成位移传感器，对多路换向阀阀芯位移进行实时监测；2）多路换向阀集成压力传感器，对多路换向阀工作油口压力、进油口压力进行实时监测；3）多路换向阀集成温度传感器，对多路换向阀的油液温度进行实时监测；4）多路换向阀数字控制器实时采集以上传感器信号，通过预处理监测信号，得到多路换向阀实时运行状态和健康状态；5）数字控制器可通过总线通讯方式将多路换向阀实时运行状态和健康状态发送至总线网络；6）多路换向阀集成传感器测量精度应符合要求并在校准有效时间内。5.5故障诊断要求数字液压多路换向阀故障诊断要求是实现总线通讯故障、控制信号异常故障、传感器故障、控制超差故障、驱动过载故障和供电电压异常故障的实时故障诊断，具体要求如下：1）总线通讯采用“问答”方式，若规定时间内无反馈，发送总线通讯异常报警；2）设备运行期间，监测到总线控制信号超出设定工作范围，发送控制信号异常报警；3）设备运行期间，监测到多路换向阀阀芯位移信号、工作油口压力信号等超出传感器正常检测范围，发送对应传感器异常报警；4）控制超差报警采用阈值比较方式，当多路换向阀在规定时间内阀芯位移值与目标位置值偏差超过阈值，发送控制超差报警；5）多路换向阀控制阀驱动电流高于额定电流150%，且持续时间超过5s，发送过载异常报警，启动保护；6）数字控制器供电电压低于额定电压80%或高于额定电压120%，且持续时间超过20s，发送电压异常报警，启动保护。6数字液压多路换向阀试验方法6.1试验设备应符合JB/T8729中第7.1的规定和GB/T15623.1中第5条的规定。6.2试验条件应符合JB/T8729中第7.2的规定。6.3试验项目和试验方法T/CHPSAYY023—/T/CMES24034—4章节5.2中的性能要求试验，应按照JB/T8729中第7章7.3的规定。章节5.2中的装配和外观要求试验，应按照JB/T8729中第8章的规定。稳态性能试验，包括输出流量-输入信号特性、输出流量-阀压降特性、极限输出流量-阀压降特性、输出流量-油温特性、压力增益-输入信号特性，应符合GB/T15623.1中8.2的规定。动态性能试验，包括阶跃响应和频率响应，应符合GB/T15623.1中8.3的规定。实验过程中的输入信号通过总线发出。7数字控制器试验项目和试验方法数字控制器的基本性能试验、电气防护性能试验、气候环境防护性能试验、机械环境防护性能试验、电磁抗扰度性能试验等应符合T/CMES24033章节6.6的要求。配套传感器基本性能试验、电气防护性能试验、气候环境防护性能试验、机械环境防护性能试验、电磁抗扰度性能试验等应符合T/CMES24033章节6.7的要求。8状态监测及故障诊断试验8.1状态监测试验数字液压多路换向阀状态监测功能主要实现阀芯位移、工作油口压力、进油口压力、油液温度的实时监测，测试方法如下：1）在章节6.1和6.2要求的实验设备和试验条件下进行试验。2）建立数字控制器与上位机的总线通讯，实时监测数字液压多路换向阀运行数据。3）将数字液压多路换向阀阀芯位移设定为50%最大位移，工作压力设定为额定压力，通过上位机观察多路换向阀阀芯位移、工作油口压力、进油口压力、油液温度等数据，如观察期间运行数据无明显异常，认为状态监测功能正常。8.2故障诊断试验数字液压多路换向阀故障诊断功能主要实现总线通讯故障、控制信号异常故障、传感器故障、控制超差故障、驱动过载故障和供电电压异常故障的实时故障诊断，测试方法如下：1）在章节6.1和6.2要求的实验设备和试验条件下进行试验。2）建立数字控制器与上位机、控制指令模块的总线通讯，通过上位机查看故障诊断情况。3）断开控制指令模块与数字控制器总线通讯，总线通讯异常报警；恢复控制指令模块与数字控制器的总线通讯，通讯异常报警消除，则认为总线通讯故障诊断功能正常。4）通过控制指令模块发送超出设定工作范围的总线控制信号，控制信号异常报警；发送工作范围内的总线控制信号，控制信号异常报警消除，则认为控制信号异常故障诊断功能正常。5）采用信号发生器分别模拟多路换向阀阀芯位移信号、工作油口压力信号。当模拟信号超出传感器正常检测范围时，传感器异常报警；当模拟信号在传感器正常检测范围内时，传感器异常报警消除，则认为传感器故障诊断功能正常。6）断开阀芯位移传感器与数字控制器通讯，当多路换向阀在规定时间内实际阀芯位置值与目标位置值偏差超过阈值时，控制超差报警；接通阀芯位移传感器与数字控制器通讯，控制超差报警消除，则认为控制超差故障诊断功能正常。7）采用可编程直流电子负载模拟多路换向阀控制阀，通过改变直流电子负载调整驱动电流，当驱动电流高于额定电流150%且持续时间超过5s时，过载异常报警；当驱动电流在额定电流范围内T/CHPSAYY023—/T/CMES24034—5时过载异常报警消除，则认为过载异常故障诊断功能正常。8）采用可调直流稳压电源调整数字控制器供电电压，当供电电压低于额定电压80%或高于额定电压120%且持续时间超过20s时，供电电压异常报警；当供电电压在额定电压范围内时，供电电压异常报警消除，则认为供电电压异常故障诊断功能正常。9检验规则9.1检验分类本标准规定的检验分为：型式检验；出厂检验。9.2型式检验检验项目全部符合要求,判定数字多路换向阀型式检验合格。若有不符合要求的项目，应加倍取样复验（即不少于4台样品，任抽2台做型式检验）；如复验符合要求,则仍判定型式检验合格；若复验仍有不符合要求的项目，则判定型式检验不合格。样品数量不少于2台，任抽1台做型式检验，型式试验项目如表1所示。表1检验项目1√√2√√3√√4√√5√√6√√7√√8√√9√√**√√√--√--√--√√√√√√√--7√--7√--7√--7√--7T/CHPSAYY023—/T/CMES24034—6表1检验项目（续表）√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--7√--√--√--√--√--√--√√/√--/√--/√--/√--/√√/--/9.3出厂检验每台出厂的产品均需进行出厂检验，检测项目如表1所示。出厂检测结果中至少包括以下内容：输出流量-输入信号特性曲线、输出流量-输入信号曲线得T/CHPSAYY023—/T/CMES24034—7出的滞环、流量增益KV和测定增益时所用的压力、流量线性度、压力增益KP。检验项目全部符合要求,判定数字多路换向阀出厂检验合格。若有不符合要求的项目，应在采取措施后进行复验；如复验符合要求,则仍判定出厂检验合格；若复验仍有不符合要求的项目，则判定出厂检验不合格。10标志、包装、运输10.1标志和包装数字控制器上应贴有铭牌等标志，铭牌上至少标明厂家名称、详细型号、产品编号、生产日期。数字控制器接插件应做好密闭防护（防水、防尘、防油污、防静电等），防止金属引脚氧化变色、腐蚀等造成的连接不牢靠问题。建议数字控制器安装位置使用泡沫等缓冲包装进行防护，避免磕碰损坏。随机文件中应包含产品说明书和和合格证书，产品说明书中至少应包含条款9.2中各型式试验测试项目所满足的指标或标准、条款4.1中的基本参数等必要内容。其它标志和包装应按GB/T7935中的4.8、4.10及第6章的规定。10.2运输产品在运输过程中，应做好防水、防尘措施，不应有撞击和倒放。T/CHPSAYY023—/T/CMES24034—8(资料性附录)数字液压多路换向阀组成示例以某型号片式组合数字液压多路换向阀为例，图1展示了其组成及传感器与控制器的安装位置。各元件厂家可参考此示例进行修改，实现不同型号液压多路换向阀的数字化。图1片式组合数字液压多路换向阀结构组成示意图T/CHPSAYY023—/T/CMES24034—参考文献[1].吴文静,刘广瑞.数字化液压技术的发展趋势[J].矿山机械,2007,35(