一種煤機變頻器的故障診斷裝置與方法
2023-10-08 16:52:49
專利名稱：一種煤機變頻器的故障診斷裝置與方法
技術領域：
本發明涉及工程機械領域，具體涉及一種煤機變頻器的故障診斷裝置與方法。
背景技術：
目前，故障檢測診斷技術被應用在煤礦機電設備中，如專利號申請號為 CN201010286315，名稱為「礦井安全監控應用技術」的文獻公開了一種礦井安全監控系統， 其利用監控軟體實現實時對安全迴路、提升機實時運行狀態、實時運行速度、提升深度、提升信號、故障顯示及記憶、數據存儲和查詢多畫面監控。其中，該提升機位於地面，礦井安全監控系統採集的數據可通過總線直接傳遞並保存在上位機中，且主要用於對整個提升機進行運行狀態監測、故障分析、顯示及記憶，其監控依賴於整個礦井監控軟體。對於在井下工作面運行的煤機設備，要求在每個班組中保持一定的開機率，只有割完「一刀」後，才有專業維修人員進行設備檢修與維護。一個班組中的任何停機故障都將影響過煤量。目前，公知的礦用變頻器主要由驅動板、主控板、功率控制板、信息採集板、保護板、指令板、電源板構成，其輔助設備則由濾波器、電抗器、編碼器組成。正常運行時，井下煤機變頻調速系統採集與處理單元的變頻器工作參數，通過總線傳給主控器，由主控器通過對信息的處理和分析，從而判斷煤機設備的工作狀態。當變頻調速系統故障時，除變頻器輸出過電流、直流母線過電壓外，煤機設備只能顯示出最終故障代碼，由於故障代碼不能迅速直觀的讀出故障類型，且沒有對應故障處理的操作指導，只能等專業維修人員前來處理， 這將影響工作面的開機率，影響過煤量。
發明內容
為了克服現有技術的上述缺陷和不足，本發明的第一目的在於提供一種便於故障處理且能有效保存歷史工作參數的煤機變頻器的故障診斷裝置，包括信息採集單元，用於實時採集煤機變頻器的工作參數，並存儲預設時間段內採集到的工作參數；處理單元，用於根據預設時間段內採集到的工作參數，確定每類工作參數在預設時間段內的變化信息，並且根據變化信息與預設的非故障參考信息的比對結果確定變化信息是否異常，以及在確定變化信息異常時，根據比對結果確定對應的故障類型。為了克服現有技術的上述缺陷和不足，本發明的第二目的在於提供一種便於故障處理且能有效保存歷史工作參數的煤機變頻器的故障診斷方法，包括實時採集煤機變頻器的工作參數，並存儲預設時間段內採集到的工作參數；根據預設時間段內採集到的工作參數，確定每類工作參數在預設時間段內的變化信息；根據變化信息與預設的非故障參考信息的比對結果確定變化信息是否異常；在確定變化信息異常時，根據比對結果確定對應的故障類型。本發明各實施例中通過將變頻器的歷史工作參數進行存儲，並利用該歷史工作參數進行變頻器的故障在線診斷，克服了現有井下煤機變頻器無法保存歷史工作參數的缺陷，且便於及時對故障進行處理。
圖1所示為本發明煤機變頻器的故障診斷裝置的實施例第一結構示意圖；圖2所示為本發明煤機變頻器的故障診斷裝置的實施例第二結構示意圖；圖3所示為本發明煤機變頻器的故障診斷方法的實施例流程圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。裝置實施例如圖1所示，本發明中的故障診斷裝置11與變頻器連接，作為變頻器的輔助工作設備之一，用於對變頻器的故障進行診斷，輔助變頻器進行運行參數記錄、狀態監測及故障分析、顯示與記憶。如圖2所示，本發明的故障診斷裝置11的實施例包括信息採集單元111，用於實時採集煤機變頻器的工作參數，並存儲預設時間段內採集到的工作參數；具體操作時，從井下煤機的變頻調速系統採集的變頻器工作參數，如變頻器信息採集與處理單元113(如變頻器中的主控板及信息採集板)的電壓、電流、轉速、功率、溫度等工作參數；採集時間可以根據需要設定，一般不小於Ims ；預設時間段也可根據需要設置，結合井下工作人員的換班時間間隔，可設定為M小時，即保存M小時內採集的歷史工作參數；處理單元113，用於根據預設時間段內採集到的工作參數，確定每類工作參數在預設時間段內的變化信息，並且根據變化信息與預設的非故障參考信息的比對結果確定變化信息是否異常，以及在確定變化信息異常時，根據比對結果確定對應的故障類型；具體操作時，處理單元113可以根據採集到的預設時間段內的歷史工作參數，做出變頻器歷史工作參數的曲線，如M小時內電流變化曲線圖；再將該電流變化曲線圖與預設的非故障狀態時的電流參考曲線圖進行對比，在二者不匹配時，確定電流參數有故障；根據比對結果看屬於預設的哪種故障類型(即預先設定各種故障類型對應的參數信息)；這樣，實現了變頻器工作狀態檢測、故障在線識別與診斷。還可以預設設定每種故障類型與故障處理方案的對應關係，根據故障類型即可確定對應的故障處理方案。上述信息採集單元 111及處理單元113可以統屬於控制器。優選地，為了實現在井底能編輯地顯示故障類型上述故障診斷裝置11可以位於井下，進一步優選地，如圖2所示安裝在煤機設備的電控箱內部。由於變頻器及故障診斷裝置11均設置在井下煤機密封的電控箱內，有利於簡化傳輸線路的設置。優選地，為了實現變頻機的歷史工作參數能便捷地帶至井上，該障診斷裝置11還可以包括無線發射單元115，無線發射單元115用於將預設時間段內採集到的工作參數發送至位於井下的遙控器；當然，該無線發射單元115還可以將處理單元113確定的故障類型及故障診斷的歷史工作記錄發送至帶有數據存儲功能的遙控器。這樣，每進行一次換班(不超出M小時)，由換班工人將遙控器帶至地面以便於將數據導出，實現了在簡化傳輸路線的基礎上將歷史工作參數通過總線外的途徑帶出至地面，同時也避免了現有技術必須在操作困難的井下環境中通過拆卸電控箱讀取變頻器的主控器以獲取煤機設備的工作參數的不便。優選地，為了便於井下工作人員，特別是非專業技術人員，能夠在發生故障時及時地處理故障，處理單元113可以包括實現上述確定變化信息、變化信息是否異常及故障類型的第一處理子單元，以及第二處理子單元，該第二處理子單元用於根據故障類型確定對應的預設故障解決方案，並且存儲故障類型。便於井下作業人員的工作，該第二處理子單元還將故障解決方案及故障類型發送至位於井下的顯示裝置進行顯示。如圖2所示，其中，煤機設備的主控器、變頻器、顯示裝置及故障診斷裝置11的控制器均掛設在總線上，總線上的信息傳遞可以遵循CAN0PEN協議。進一步優選地，該故障診斷裝置11還可以包括查詢單元(圖未示)，用於接收故障類型查詢信息及歷史工作參數查詢信息，並根據故障類型查詢信息，從第二處理子單元中獲取對應的故障類型，以及根據歷史工作參數查詢信息，從信息採集單元111中獲取對應的工作參數。這樣實現了變頻器的歷史故障與歷史工作參數的查詢。方法實施例如圖3所示，本發明的故障診斷方法的實施例包括步驟301 實時採集煤機變頻器的工作參數，並存儲預設時間段內採集到的工作參數；如採集變頻器信息採集板及主控器的電壓、電流、轉速、功率、溫度等工作參數；步驟302 根據預設時間段內採集到的工作參數，確定每類工作參數在預設時間段內的變化信息，如進行歷史工作參數的曲線分析；步驟303 根據變化信息與預設的非故障參考信息的比對結果確定變化信息是否異常；並在確定變化信息異常時，根據比對結果確定對應的故障類型；步驟304 根據故障類型確定對應的預設故障解決方案，並且存儲故障類型；步驟305 將預設時間段內採集到的工作參數及故障類型發送至位於井下帶有存儲功能的遙控器；步驟306 將故障解決方案及故障類型發送至位於井下的顯示裝置進行顯示；步驟307 接收故障類型查詢信息及歷史工作參數查詢信息，並根據故障類型查詢信息，獲取對應的故障類型，以及根據歷史工作參數查詢信息，獲取對應的工作參數。本領域技術人員可以理解，步驟305、306及307沒有時間次序關係，本實施例中的步驟排序不應解釋為對本發明的限定。本發明各實施例能實現在井下工作面的惡劣環境下，可以方便地進行變頻器的故障在線診斷、故障歷史查詢和處理；對於一般性變頻器故障，技術人員在地面即可指導井下工人自行按照故障應對方案進行故障處理，從而縮短了停機時間；另外，不需要打開電控箱，即可讀取和下載變頻器的歷史工作參數，為礦用變頻器的維護和狀態檢測提供了極大便利，克服了現有井下煤機變頻器無法保存歷史工作參數、檢修不便、故障處理不及時、無指導依據的不足。以上僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種煤機變頻器的故障診斷裝置，其特徵在於，包括信息採集單元(111)，用於實時採集煤機變頻器的工作參數，並存儲預設時間段內採集到的工作參數；處理單元(113)，用於根據所述預設時間段內採集到的工作參數，確定每類工作參數在所述預設時間段內的變化信息，並且根據所述變化信息與預設的非故障參考信息的比對結果確定所述變化信息是否異常，以及在確定所述變化信息異常時，根據所述比對結果確定對應的故障類型。
2.根據權利要求1所述的故障診斷裝置，其特徵在於，所述故障診斷裝置位於井下，並且還包括無線發射單元(115)，所述無線發射單元(115)用於將所述預設時間段內採集到的工作參數發送至位於井下的遙控器。
3.根據權利要求1或2所述的故障診斷裝置，其特徵在於，所述處理單元(113)包括 第一處理子單元，用於根據所述預設時間段內採集到的工作參數，確定每類工作參數在所述預設時間段內的變化信息，並且根據所述變化信息與預設的非故障參考信息的比對結果確定所述變化信息是否異常，以及在確定所述變化信息異常時，根據所述比對結果確定對應的故障類型；第二處理子單元，用於根據所述故障類型確定對應的預設故障解決方案，並且存儲所述故障類型。
4.根據權利要求3所述的故障診斷裝置，其特徵在於，所述第二處理子單元還用於將所述故障解決方案及故障類型發送至位於井下的顯示裝置進行顯示。
5.根據權利要求3中所述的故障診斷裝置，其特徵在於，還包括查詢單元，用於接收故障類型查詢信息及歷史工作參數查詢信息，並根據所述故障類型查詢信息，從所述第二處理子單元中獲取對應的故障類型，以及根據所述歷史工作參數查詢信息，從所述信息採集單元111中獲取對應的工作參數。
6.一種煤機變頻器的故障診斷方法，其特徵在於，包括實時採集煤機變頻器的工作參數，並存儲預設時間段內採集到的工作參數； 根據所述預設時間段內採集到的工作參數，確定每類工作參數在所述預設時間段內的變化信息；根據所述變化信息與預設的非故障參考信息的比對結果確定所述變化信息是否異常；在確定所述變化信息異常時，根據所述比對結果確定對應的故障類型。
7.根據權利要求6所述的故障診斷方法，其特徵在於，在所述存儲預設時間段內採集到的工作參數的步驟之後還包括將所述預設時間段內採集到的工作參數發送至位於井下的遙控器。
8.根據權利要求7所述的故障診斷方法，其特徵在於，在所述根據所述比對結果確定對應的故障類型的步驟之後還包括將所述故障類型發送至所述遙控器。
9.根據上述權利要求6-8中任一項所述的故障診斷方法，其特徵在於，在所述根據所述比對結果確定對應的故障類型的步驟之後還包括根據所述故障類型確定對應的預設故障解決方案，並且存儲所述故障類型；將所述故障解決方案及故障類型發送至位於井下的顯示裝置進行顯示。
10.根據權利要求9中所述的故障診斷方法，其特徵在於，還包括 接收故障類型查詢信息及歷史工作參數查詢信息，並根據所述故障類型查詢信息，獲取對應的故障類型，以及根據所述歷史工作參數查詢信息，獲取對應的工作參數。
全文摘要
本發明提出了一種煤機變頻器的故障診斷裝置與方法，其中，該故障診斷裝置包括信息採集單元，用於實時採集煤機變頻器的工作參數，並存儲預設時間段內採集到的工作參數；處理單元，用於根據預設時間段內採集到的工作參數，確定每類工作參數在預設時間段內的變化信息，並且根據變化信息與預設的非故障參考信息的比對結果確定變化信息是否異常，以及在確定變化信息異常時，根據比對結果確定對應的故障類型。本發明克服了現有井下煤機變頻器無法保存歷史工作參數的缺陷，且便於及時對故障進行處理。
文檔編號G01D21/02GK102313580SQ201110287169
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月24日 優先權日2011年9月24日
發明者劉召安, 史喜陽, 黃向陽 申請人:三一重型裝備有限公司