一種基於工程機械的遠程故障診斷設備的製作方法

2023-10-27 04:23:32

專利名稱：一種基於工程機械的遠程故障診斷設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種故障診斷設備，尤其涉及一種基於工程機械的遠程故障診斷設備。
背景技術：
工程機械是較為複雜的機電液一體化系統，隨著科技的飛速發展，工程機械逐漸趨向高速化、高功率、高可靠性、高智能化。由於工程機械的作業工況非常複雜，不可避免地會產生各種故障，導致工程機械的基本信息和報警信息等無法實時採集，並無法實時地對運行狀態進行監控與分析，最終將導致不能及時對故障進行診斷與修復處理。特別是當用戶與設備供應商相距較遠時，更難及時解決相應問題，從而帶來經濟與效益上的損失。中國專利201110208816.X公開了一種用於工程機械的基於物聯網技術的遠程智能分析服務系統，其首先要對故障信息進行集合，再將數據採集系統將工程設備相關的特徵數據信息與上述故障信息進行對比，對於資料庫中已存在的故障信息，系統可以自動識另IJ，而對於未能自動識別的原始信息將發送至專家分析知識庫進行分析。這種方法一定程度上可以快速解決工程機械的故障遠程診斷，但是由於設備的工況非常複雜，故障的成因非常多，自動診斷效率非常低。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是，克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種診斷效率高的基於工程機械的遠程故障診斷設備。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:一種基於工程機械的遠程故障診斷設備，包括GPS發射器、數據採集系統、工控機，數據採集系統、工控機與GPS發射器置於工程機械內部，數據採集系統由置於工程機械的執行部件上的變頻器和傳感器組成，數據採集系統通過PLC控制器、RS485/RS232接口與工控機相連，工控機通過GPS發射器和GPRS無線網絡與數據交換器相連，數據交換器與診斷終端連接。進一步，所述診斷終端包括內、中、外三層:外層為數據過濾層、中層為數據轉換層、內層為數據分配傳輸層。傳感器將採集的外部參數、變頻器將採集的內部參數，通過A/D轉換後上傳至PLC控制器。工控機通過GPS發射器與GPRS無線網絡發送數據包文件，而診斷終端通過數據交換器與GPRS無線網絡連接並下載由工控機傳輸過來的數據包文件。使用本實用新型之基於工程機械的遠程故障設備進行故障診斷的步驟如下:(I)數據採集系統通過變頻器採集工程機械的內部參數，通過傳感器採集工程機械的外部參數，並將採集到內部參數和外部參數上傳至PLC控制器；(2) PLC控制器將步驟(I)中採集的內部參數和外部參數通過RS485/RS232接口傳輸工控機，工控機將上傳的內部參數與外部參數以譜線的形式自動記錄並存儲；[0012](3)工控機將存儲在其內部的內部參數與外部參數自動壓縮打包成數據包，並通過GPS發射器和GPRS無線網絡直接傳送至數據交換器，並被診斷終端接收；(4)診斷終端將接收的數據包解壓並進行分析處理後傳送至工作人員，工作人員基於實際工程經驗與理論的評定與分析，給出診斷結果與解決方案；(5)診斷終端將解決方案以指示的形式壓縮打包逆向返饋至工控機，工控機解壓縮後將指令通過RS485/RS232接口傳至PLC控制器，控制工程機械的相應執行部件執行與解決方案相應的操作。進一步，所述步驟(I)中，變頻器採集到的工程機械的內部參數包括電流、電壓、頻率、電磁強度等，通過傳感器採集到的工程機械的外部參數包括位移、速度、扭矩、壓力、流率等。進一步，所述步驟(4)中，數據包解壓後，診斷終端對解壓後獲得的數據信息進行分析處理的具體步驟為:診斷終端對解壓後獲得的數據信息進行時頻分析，同時檢測數據信息的信號強度，當信號強度超過設定閾值時，被檢測的數據信息判定為異常信號，所述異常信號被送入診斷終端的中層，否則自動通過診斷終端的外層濾除；診斷終端的中層將外層輸入的異常信號放大，並配置相應的時間與頻率參數發送至診斷終端的內層；診斷終端的內層將中層傳入的數據信息按照信號種類(如電器類、機械類、液壓類等)進行分類，並將相應的數據信息發送至工作人員。進一步，所述閾值由工廠的經驗及工程機械出廠前實驗確定。使用本實用新型，可對工程機械運行參數進行實時採集與監控，實現遠程控制，通過專業技術人員對相關數據進行遠程分析與診斷，有利於縮減工程機械維修響應時間，提高工程機械產品售後服務質量以及經濟效益。

圖1是本實用新型遠程故障診斷設備結構組成示意圖；圖2為工程機械參數採集系統結構簡圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細描述。參照圖1，一種基於工程機械的遠程故障診斷設備包括GPS發射器4、數據採集系統1、工控機3，數據採集系統1、工控機3與GPS發射器4置於工程機械2內部(圖1中，為了將各部件清楚示出，將工控機3與GPS發射器4移出工程機械I，進行表示，實際中，工控機3與GPS發射器4是內置於工程機械內部的)，數據採集系統I由置於工程機械2的執行部件上的變頻器1-1和傳感器1-2組成，數據採集系統I通過PLC控制器8、RS485/RS232接口 9 (參見圖2)與工控機3相連，工控機3通過GPS發射器4和GPRS無線網絡5與數據交換器6相連，數據交換器6與診斷終端7連接。所述診斷終端包括內、中、外三層:外層為數據過濾層、中層為數據轉換層、內層為數據分配傳輸層。傳感器1-2將採集的外部參數、變頻器1-1將採集的內部參數，通過A/D轉換後上傳至PLC控制器8。工控機3通過GPS發射器4與GPRS無線網絡5發送數據包文件，而診斷終端7通過數據交換器6與GPRS無線網絡5連接並下載由工控機3傳輸過來的數據包文件。使用本實用新型之基於工程機械的遠程故障設備進行故障診斷的步驟如下:(I)數據採集系統通過變頻器1-1採集工程機械的內部參數，通過傳感器1-2採集工程機械的外部參數，並將採集到內部參數和外部參數上傳至PLC控制器8 ；(2)PLC控制器8將步驟(I)中採集的內部參數和外部參數通過RS485/RS232接口9傳輸工控機3，工控機3將上傳的內部參數與外部參數以譜線的形式自動記錄並存儲；(3)工控機3將存儲在其內部的內部參數與外部參數自動壓縮打包成數據包，並通過GPS發射器4和GPRS無線網絡5直接傳送至數據交換器6，並被診斷終端7接收；(4)診斷終端將接收的數據包解壓並進行分析處理後傳送至工作人員，工作人員基於實際工程經驗與理論的評定與分析，給出診斷結果與解決方案；(5)診斷終端7將解決方案以指示的形式壓縮打包逆向返饋至工控機3，工控機3解壓縮後將指令通過RS485/RS232接口 9傳至PLC控制器8，控制工程機械2的相應執行部件執行與解決方案相應的操作。進一步，所述步驟(I)中，變頻器1-1採集到的工程機械的內部參數包括電流、電壓、頻率、電磁強度等，通過傳感器1-2採集到的工程機械的外部參數包括位移、速度、扭矩、壓力、流率等。所述步驟(4 )中，數據包解壓後，診斷終端對解壓後獲得的數據信息進行分析處理的具體步驟為:診斷終端對解壓後獲得的數據信息進行時頻分析，同時檢測數據信息的信號強度，當信號強度超過設定閾值時，被檢測的數據信息判定為異常信號，所述異常信號被送入診斷終端的中層，否則自動通過診斷終端的外層濾除；診斷終端的中層將外層輸入的異常信號放大，並配置相應的時間與頻率參數發送至診斷終端的內層；診斷終端的內層將中層傳入的數據信息按照信號種類(如電器類、機械類、液壓類等)進行分類，並將相應的數據信息發送至工作人員。所述閾值由工廠的經驗及工程機械出廠前實驗確定。
權利要求1.一種基於工程機械的遠程故障診斷設備，其特徵在於，包括GPS發射器、數據採集系統、工控機，數據採集系統、工控機與GPS發射器置於工程機械內部，數據採集系統由置於工程機械的執行部件上的變頻器和傳感器組成，數據採集系統通過PLC控制器、RS485/RS232接口與工控機相連，工控機通過GPS發射器和GPRS無線網絡與數據交換器相連，數據交換器與診斷終端連接。
專利摘要一種基於工程機械的遠程故障診斷設備，包括GPS發射器、數據採集系統、工控機，數據採集系統、工控機與GPS發射器置於工程機械內部，數據採集系統由置於工程機械的執行部件上的變頻器和傳感器組成，數據採集系統通過PLC控制器、RS485/RS232接口與工控機相連，工控機通過GPS發射器和GPRS無線網絡與數據交換器相連，數據交換器與診斷終端連接。使用本實用新型，可對工程機械運行參數進行實時採集與監控，實現遠程控制，有利於縮減工程機械維修響應時間，提高工程機械產品售後服務質量以及經濟效益。
文檔編號G05B19/418GK203164691SQ20132001613
公開日2013年8月28日 申請日期2013年1月14日 優先權日2013年1月14日
發明者陳穎, 劉先國, 陳海波 申請人:陳海波