【i资讯】来，给移动机械全都配上流量计？

科技 2025-01-21 10:26 浙江

今晚第三讲直播课（变量控制下）

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老祖宗传下来的那句话叫“卖什么吆喝什么”，那可真是一点都不假！吆喝是一种广告行为，这种广告的宣传和推广也是商家积极主动去经营业务、把握机会必须要做的。

Webtec 是一家专注于液压测量和控制的公司，主要为移动和工业机械市场设计、制造以及分销世界一流的液压元件和液压测试设备。它们的总经理 Martin 指出，监控移动机械上的液压流量具备良好的商业价值，原因主要有七个方面。这些原因都是设备制造商以及最终用户通过永久性安装流量监测设备所能获取的优势，而 Martin将其视作目前实际中公路机械和非公路机械里液压状态监测领域中 “缺失的一环”。他表示，过去五年来，Webtec 在倾听移动机械市场众多客户的意见后，明确了市场上面临七个明显的痛点。这些痛点为开发契合现代液压条件所需求的新型液压流量计奠定了基础。通过对液压流量进行监控，还能带来非常可观的业务收益。具体的好处包括以下内容：

1. 最大限度地减少计划外停机

安装流量计是监控液压泵和液压执行器性能的有效途径之一，它能让工程师在灾难性故障发生以及产生高额损失之前合理安排服务需求。Martin 解释道，市政车辆停机一天，成本可能高达15,000英镑 (大约14,0000 元)，而在贵重金属行业，采矿作业设备每停机一小时，成本有时甚至能达到 50,000英镑（大约465000 元）。

实际上，液压机器状态监测并不是什么新鲜事物，但从历史角度来看，许多人都觉得 “流量” 监测难度较大，所以多数机器倾向于依赖压力测量，毕竟压力测量实施起来相对简便。然而，压力测量并非总能助力定位故障。例如，正常运行时，气缸完成整个冲程或许需要 5 秒，所施加负载会产生 60 bar 的工作压力。倘若出现故障，比如说是泵流量损失或者回路泄漏所致，流量减少会使气缸活塞移动变缓，但依然能够提升负载。只要负载能被提升，压力就仍会保持在 60 bar，如此一来，压力表的读数便会与正常情况无异，所以监测压力的方法其实是监测不到系统的这种故障的。而与之相反，若要诊断执行器速度（过高或过低）方面的问题，就必须对流量进行测量。通过这种方法，有助于查明诸如因泵磨损引发的流量不足、因组件泄漏增加导致回流或泄油流量过多，以及执行器流量和速度不匹配（意味着执行器的容积效率降低）等情况。因此，Martin 认为，液压流量测试仪和数据记录仪是预防性维护策略的理想工具。定期检查泵的健康状况，有助于预估其剩余使用寿命，确保在发生灾难性故障前及时更换，同时避免浪费泵的有效使用寿命。

说到这里，我们先给大家简单介绍一下预防性维护的逻辑。比如下图，横坐标为工作时间，纵坐标为泵和马达的性能水平。A点是低于实际的寿命情况下更换了液压泵或马达的时间。B点是监测到故障后理想的更换时间，C点是故障出现的真正时间。我们一起来分析一下，在A点的时候，泵和马达是还有一定的工作能力的，如果根据经验在此时更换掉泵或马达，那就会有A到B这一段寿命的浪费时间。而如果等待问题发生后，在C点才更换，那就会面临我们开头提到的设备停机，严重经济损失的情况。所以理想的更换时间是在B点。但是如何能够准确地找到这个合适的B点就是一个“技术活”了。

图1：经验性的预防性维护可能并不总是最合适的

Martin 还提到，只要有可靠的部件使用寿命数据记录，且运行条件可预测，预防性维护就是一种实用有效的程序。不过，大多数公路和非公路移动机械面临的实际情况有所不同，振动、温度波动、冲击以及不稳定的电源等因素，都可能引发意外事件以及突发故障。所以从实用性角度来看，通过永久性安装的流量计持续监测液压性能，能够即时察觉任何性能突然恶化的情况，并提示采取相应的行动。而且，借助合适的流量监控器，可将数据通过车辆的 CAN bus 网络传输至云端。随后，用户便能远程记录和分析性能数据，提前对可能出现的问题进行预测，还能通过警报凸显任何突发变化。

Webtec 新开发的带有 CAN 总线接口的 CTA 系列涡轮式流量监测器恰好能满足这一需求。CTA 系列是与客户紧密合作研发而成的，它能够监测高工作压力下的流量与温度，并通过许多车辆上常见的 SAE J1939 CAN 总线传输数据。这款流量监测器结构紧凑、坚固耐用，防护等级达到 IP69K，适用于恶劣的操作环境，且完全符合 EMC 标准，是一款极为实用的仪器，能让维护工程师监测系统性能，并且仅在必要时（而非按照预估的时间间隔）安排补救服务。值得一提的是，新的 CTA 系列易于与物联网解决方案集成，目前已被采矿、市政、农业以及筛选 / 破碎等行业的 10 多家客户采用，应用于众多不同的 CAN 总线和控制器环境中。

图2：Webtec 新开发的带有 CAN 总线接口的 CTA 系列涡轮式流量监测器

2. 跟踪周期时间以指示机器健康状况

Webtec 表示，随着 CTA 流量计的永久性安装，对机器健康状况以及运行参数的持续监控还会带来诸多其他益处。尤其是，监控周期时间能够在生产力逐渐下降演变成问题或者引发灾难性故障之前，就及时将相关情况凸显出来。他们举例说，假设机器每小时的总成本为 300 英镑，那么在效率达到 100% 的情况下，工作 5 小时的花费是 1500 英镑。但如果机器效率仅为 80%，同样是 5 小时的工作，所需时间就会变为 6.25 小时，成本也会骤然升至 1875 英镑。倘若不监控泵的功率输出，很难察觉机器运行速度减慢了 5 - 10%。对于设备制造商而言，这种监控策略有助于提供 “健康监控” 订阅服务，也能为安排后续维护工作提供更多详细信息以及更强的信心。

3. 降低保修成本

将流量和压力数据相结合，能够计算出液压功率，而液压功率又能反映机器工作的 “难度”—— 不管是源于操作员的操作行为，还是取决于所处理的矿山或岩石的 “硬度”。这些使用模式与机器磨损情况直接相关，并且可以纳入 “按小时供能” 的业务订阅模式中。在判定保修索赔时，这类数据同样极具价值。

4. 监控驱动电机效率以节省燃油

对于长时间连续运行的执行器（比如输送机或搅拌机驱动器上的执行器），将执行器流量与执行器速度进行对比，就能确定其容积效率。他补充说，一旦效率出现下降，就意味着需要采取相应的补救措施。此外，这种方法还能考虑到从入口到出口的任何泄漏情况，而仅通过监测壳体泄油流量是难以发现这一点的。同样，这一策略也适用于整机。倘若发动机仅驱动液压系统，那么测量液压功率输出就能揭示整个机器的功率输出情况，进而表明燃料 / 电池能够维持的时长。

5. 通过闭环速度控制提高准确性

当执行器在恶劣环境中运行时运用闭环反馈有助于优化流量控制。当执行器处于充满挑战的条件下工作，比如受到雨水、盐水侵蚀，遭遇放电、雷击或者极端温度影响时，通过电气传感器和电缆来监控并传输执行器速度，可能会出现问题。

相反，通过监测执行器流量，能够获取与执行器速度成比例的反馈信号，该信号可应用于执行器的闭环速度控制系统。这一信号能够被转发回比例液压流量控制阀，进而相应地对流量进行调整。

6. 增强安全性

例如，任何存在液压流动的移动机械，一旦有人无意间打开某个油口堵头或者管路连接处，都会存在安全风险。通常的做法是采用监测行程开关是否在中位来控制，但是行程开关的监测并不具备防篡改功能，所以并不是绝对安全的，而流量监控则是一种很好的备用策略。

通过监控泵流量，系统设计人员能够拥有具备实时反馈的内置二级安全功能。通过观察油是否回流至油箱或者电机驱动器，就能知晓泵是否正在输送流量。基于这一设置，便可启用或禁用其他功能，以此保障操作员的安全。

7. 消除带电工作（ELW）

在持续提升重型机械行业安全性的进程中，建筑和采矿行业的设备制造商、经销商以及运营商愈发关注如何在机器运行时，无需人员进入机器内部就能对其进行维护和修理，于是便出现了 “消除带电工作” 这一概念。他介绍，以往在机器上测试液压泵时，需要两名技术人员参与，先将流量计安装到回路中，然后由一名技术人员操作机器，另一名技术人员负责监测泵的性能。而如今，借助永久性安装的流量监测器，无需额外安装设备，仅需一名技术人员就能完成这项工作，并且可以远程监测流量，让技术人员远离潜在的危险环境。

好了，各位小伙伴们，看完了这些监测移动机械液压流量的7个理由，小编也觉得监测流量真是好处多多啊！不过小编自己仍然觉得唯一的难点还是流量计的价格问题，还记得多年前我曾经购买某品牌一个600L流量计的价格就达到了2~3万元。这个价格对于一般的大批量移动机械来说那绝对是不可接受的。

如果有一天哪个“直播带货”什么哥或者什么姐的能够在直播间里把流量计的价格打下来，一直打到拼夕夕的程度，说不定主机厂们还是愿意尝试的，大家怎么看呢？

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