基于PDA的液压系统常见故障检索与查询系统设计

郑大忞，薛金红,高亚明，罗晋波

（1.天津工业大学 电气工程与自动化学院，天津 300387；2.解放军理工大学，江苏 南京 210007）

0 引言

由于工程装备液压系统故障的复杂性与抽象性的特点，使液压系统故障现象的现场判断及查询比较困难。以GJW111型挖掘机液压系统为例，故障检索及查询要经过检查故障部位、总结归纳故障现象、找寻相关的维修保养手册、依据手册查找相关故障信息、获得故障原因及故障排除方法等五个步骤，过程繁琐，易于出错。而本文设计的基于PDA的故障检索查询系统，实现了工程装备维修中故障检测、维修保养以及现场检索查询的自动化及信息化，提高了保障效率及检索查询的准确率。

1 挖掘机液压系统故障分析

工程装备液压传动系统可以是不一样的，但它总不外乎是由一些基本液压回路所组成。每个液压基本回路在系统中一般只用来完成某一项作用，例如调压、减压、增压、卸荷、缓冲补油等压力回路，调速、限速、制动、同步等调速回路，换向、顺序、锁紧、浮动等换向回路等。这些液压传动系统基本回路又是由有关的液压元件所组成。挖掘机工作装置液压系统可分为4大部分：液压动力元件（液压油泵）；控制元件（各种液压阀）；执行元件（液压油缸）；辅助元件（油箱、油管、滤油器等）。

液压工程装备的故障最终主要表现在液压系统或其回路中的元件损坏，伴随漏油、发热、振动、噪声等现象，导致系统不能发挥正常功能。液压系统的故障，一般在初期因设计、制造、运输、安装、调试等原因而故障率较高，随着运用时间延长及故障的不断排除，故障率将逐渐降低。到了设备使用后期，由于长期使用过程中的磨损、腐蚀、老化、疲劳等而逐渐使故障增多。只有在使用中期，设备故障才趋于随机的较稳定期，也就是设备的有效工作寿命期。但如果由使用不当或对潜在的故障不及时诊断与排除，即使在有效寿命期也不能排除出现突发性的各种严重故障。因此研究和总结各设备故障及诊断技术，则是正确及时地排除各种故障的前提。

2 检索与查询系统整体功能

GJW111高原型挖掘机是单斗全回转轮胎式液压挖掘机，其工作装置均采用液压传动。在本文设计的检索查询系统中，将GJW111挖掘机液压传动系统常见故障归结为如下四部分：操作系统故障、工作装置故障、液压行走装置故障和转向系统故障，检索查询系统的功能框图如图1所示。

图1 故障检索与查询系统结构图

总结挖掘机常出现的液压传动故障，对每一个故障现象进行分析，得到故障的原因以及解决办法，然后将故障现象、故障原因以及故障排除方法建立成PDA可运行的故障信息数据库。当挖掘机液压系统出现故障时，通过故障现象就可以在PDA中查询出故障的原因以及解决办法，操作方便且可靠性高。

3 基于PDA的系统设计

3.1 选择合适的数据库

PDA作为手持移动设备，对于数据库的容量、性能（特别是速度）等指标有非常高的要求，因此，在比较了多种在PDA的Windows CE平台上可以使用的数据库之后，本文选用SQLCE3.0作为开发平台进行设计。

SQL Server CE是在SQL Server的基础上根据客户需求做了适当的优化和取舍，大大加快了SQL语句的执行速度，提高了在低CPU频率低内存情况下运行的性能，可以很好的满足本文所设计的移动数据检索查询系统对于数据库的要求。

3.2 建立挖掘机液压系统故障检索数据库

本文设计的检索数据系统中将高速挖掘机液压系统分为液压操作系统、工作装置、行走装置和转向系统等四个部分，对每一部分故障分别建立相应的数据库和数据表，见图2和表1。

系统共使用了4个数据表，分别为GJW111操纵系统故障信息表、工作装置故障信息表、行走装置故障信息表和转向系统故障信息表。这几个数据表的结构一致，其共同的结构如表1所示。

3.3 软件程序设计

主程序的开发环境为Visual Studio 2005与Microsoft SQL Server Mobile数据库支持。主界面上排列有代表不同系统的图标，点击其调用响应子程序。程序界面如图3所示。主窗体的设计在Visual Studio 2005中实现。

图2 故障数据库结构示意图

表1 故障信息表的结构

图3 程序运行主界面

故障检测与查询主界面采用树形控件显示GJW111挖掘机液压系统的故障现象、故障原因与故障检修排除方法。界面下部设置编辑框，以显示用户选中的故障信息。树形控件采用三层树结构，第一层节点显示高速挖故障的现象，第二层节点显示每种故障所对应的故障原因，第三层节点显示各种故障原因的排除方法与检修措施。树形控件的所有节点数据，均来自于SQLCE数据表中所存储的数据。程序运行时从数据表中读出故障信息，再用树形控件显示出来。

4 结束语

工程装备维修保障的信息化是当前工程装备维修管理的重要发展趋势，随着移动数据技术与嵌入式系统的不断发展，以PDA为代表的数据管理工具在移动式工程装备维修信息管理中呈现出很突出的应用。本文所设计的基于PDA的故障检索与查询系统可为我军工程装备液压系统现场维修保障人员提供液压系统故障检索查询功能，以及常见故障的分析排除方法、维修保养措施和各种标准的现场查询功能，其使用能够提高工程装备维修保障的信息化水平和保障效率。