基于WLAN的液压系统故障诊断设计

　　1 引言

　　随着液压技术的发展,液压系统的功能越来越多,其自身的结构、组成变得愈来愈复杂,因而发生故障的几率也随之增加。某武器装备是现代高技术条件下的大型复 杂设备,它集电子、液压、精密机械、计算机科学、自动控制等技术于一体。液压系统是该大型武器装备的重要组成部分,液压系统的状态直接影响甚至决定了该大 型武器装备的运行状况,甚至影响整个武器系统的工作。为了确保该大型武器装备可靠工作,设计了基于无线局域网的液压故障诊断系统。

　　针对该武器装备液压系统结构复杂、布局分散等特点,采用无线局域网实现数据处理中心和各状态监测仪之间的数据交换与传输。采用无线局域网,具有以下优 点:¹安装便捷,免去或减少了网络布线的工作量;º使用灵活,在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以方便快捷的接入网络。»易于扩展,无线局域网有 多种配置方式,能够根据需要灵活选择。由于无线局域网具有多方面的优点,所以发展十分迅速。在最近几年里,无线局域网已经在煤炭、电力、粮食等不适合网络 布线的场合得到了广泛应用,并被引入了系统小型化技术之中。

　　2 液压系统故障诊断硬件设计

　　2.1 系统方案

　　基于无线局域网的液压故障诊断系统主要功能为:能够对该武器装备液压系统进行在线状态监测与故障诊断;工作人员可在实装现场或远离装备的办公室、操作间、指挥所内进行监测和诊断;能够提供液压系统各种故障发生原因及其排除方法,为维修人员提供维修方案和方法指导。

　　液压故障诊断系统主要由数据分析处理中心(上位主机)、无线网卡和状态监测仪三部分组成。采用无线网卡,建立了单点对多点的无线局域网,数据分析处理中心 为中心点,多个状态监测仪为远端点,通过无线网卡组成的局域网,数据分析处理中心与各状态检测仪进行数据、命令的交流。系统组成原理图如图1a所示。

　　数据分析处理中心(上位主机)通过无线指令向各状态监测仪下发检测指令,由无线网络获取液压系统各检测点的状态数据后,利用神经网络,对各检测点的状态数 据进行分析处理,通过曲线、图象、虚拟面板等式向用户实时显示,并在专家系统支持下得出故障部位并作出维修决策。

　　状态监测仪主要由传感器、无线网卡及天线、监测电路板、高能锂电池、前面板(电源开关、指示灯、充电插座等)、后面板(多个引出电缆插座)等组成。采用多 种传感器主要对液压系统各监测点的压力、流量、温度以及位置信号等参数进行全方位测量。监测电路板主要包括嵌入式ARM系统、信号调理电路和无线网络接口 模块。信号检测仪负责测量所辖区域内各路信号,它主要采用嵌入式ARM系统作为内核。状态监测仪组成如图1b所示。