專利名稱：一種煤機(jī)變頻器的故障診斷裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種煤機(jī)變頻器的故障診斷裝置與方法。
背景技術(shù)：
目前，故障檢測(cè)診斷技術(shù)被應(yīng)用在煤礦機(jī)電設(shè)備中，如專利號(hào)申請(qǐng)?zhí)枮?CN201010286315，名稱為“礦井安全監(jiān)控應(yīng)用技術(shù)”的文獻(xiàn)公開了一種礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)， 其利用監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)安全回路、提升機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)時(shí)運(yùn)行速度、提升深度、提升信號(hào)、故障顯示及記憶、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢多畫面監(jiān)控。其中，該提升機(jī)位于地面，礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)可通過(guò)總線直接傳遞并保存在上位機(jī)中，且主要用于對(duì)整個(gè)提升機(jī)進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障分析、顯示及記憶，其監(jiān)控依賴于整個(gè)礦井監(jiān)控軟件。對(duì)于在井下工作面運(yùn)行的煤機(jī)設(shè)備，要求在每個(gè)班組中保持一定的開機(jī)率，只有割完“一刀”后，才有專業(yè)維修人員進(jìn)行設(shè)備檢修與維護(hù)。一個(gè)班組中的任何停機(jī)故障都將影響過(guò)煤量。目前，公知的礦用變頻器主要由驅(qū)動(dòng)板、主控板、功率控制板、信息采集板、保護(hù)板、指令板、電源板構(gòu)成，其輔助設(shè)備則由濾波器、電抗器、編碼器組成。正常運(yùn)行時(shí)，井下煤機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)采集與處理單元的變頻器工作參數(shù)，通過(guò)總線傳給主控器，由主控器通過(guò)對(duì)信息的處理和分析，從而判斷煤機(jī)設(shè)備的工作狀態(tài)。當(dāng)變頻調(diào)速系統(tǒng)故障時(shí)，除變頻器輸出過(guò)電流、直流母線過(guò)電壓外，煤機(jī)設(shè)備只能顯示出最終故障代碼，由于故障代碼不能迅速直觀的讀出故障類型，且沒(méi)有對(duì)應(yīng)故障處理的操作指導(dǎo)，只能等專業(yè)維修人員前來(lái)處理， 這將影響工作面的開機(jī)率，影響過(guò)煤量。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷和不足，本發(fā)明的第一目的在于提供一種便于故障處理且能有效保存歷史工作參數(shù)的煤機(jī)變頻器的故障診斷裝置，包括信息采集單元，用于實(shí)時(shí)采集煤機(jī)變頻器的工作參數(shù)，并存儲(chǔ)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)；處理單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)，確定每類工作參數(shù)在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的變化信息，并且根據(jù)變化信息與預(yù)設(shè)的非故障參考信息的比對(duì)結(jié)果確定變化信息是否異常，以及在確定變化信息異常時(shí)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果確定對(duì)應(yīng)的故障類型。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷和不足，本發(fā)明的第二目的在于提供一種便于故障處理且能有效保存歷史工作參數(shù)的煤機(jī)變頻器的故障診斷方法，包括實(shí)時(shí)采集煤機(jī)變頻器的工作參數(shù)，并存儲(chǔ)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)；根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)，確定每類工作參數(shù)在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的變化信息；根據(jù)變化信息與預(yù)設(shè)的非故障參考信息的比對(duì)結(jié)果確定變化信息是否異常；在確定變化信息異常時(shí)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果確定對(duì)應(yīng)的故障類型。本發(fā)明各實(shí)施例中通過(guò)將變頻器的歷史工作參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并利用該歷史工作參數(shù)進(jìn)行變頻器的故障在線診斷，克服了現(xiàn)有井下煤機(jī)變頻器無(wú)法保存歷史工作參數(shù)的缺陷，且便于及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行處理。


圖1所示為本發(fā)明煤機(jī)變頻器的故障診斷裝置的實(shí)施例第一結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為本發(fā)明煤機(jī)變頻器的故障診斷裝置的實(shí)施例第二結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示為本發(fā)明煤機(jī)變頻器的故障診斷方法的實(shí)施例流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。裝置實(shí)施例如圖1所示，本發(fā)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(shè)備之一，用于對(duì)變頻器的故障進(jìn)行診斷，輔助變頻器進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)記錄、狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障分析、顯示與記憶。如圖2所示，本發(fā)明的故障診斷裝置11的實(shí)施例包括信息采集單元111，用于實(shí)時(shí)采集煤機(jī)變頻器的工作參數(shù)，并存儲(chǔ)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)；具體操作時(shí)，從井下煤機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)采集的變頻器工作參數(shù)，如變頻器信息采集與處理單元113(如變頻器中的主控板及信息采集板)的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、功率、溫度等工作參數(shù)；采集時(shí)間可以根據(jù)需要設(shè)定，一般不小于Ims ；預(yù)設(shè)時(shí)間段也可根據(jù)需要設(shè)置，結(jié)合井下工作人員的換班時(shí)間間隔，可設(shè)定為M小時(shí)，即保存M小時(shí)內(nèi)采集的歷史工作參數(shù)；處理單元113，用于根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)，確定每類工作參數(shù)在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的變化信息，并且根據(jù)變化信息與預(yù)設(shè)的非故障參考信息的比對(duì)結(jié)果確定變化信息是否異常，以及在確定變化信息異常時(shí)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果確定對(duì)應(yīng)的故障類型；具體操作時(shí)，處理單元113可以根據(jù)采集到的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的歷史工作參數(shù)，做出變頻器歷史工作參數(shù)的曲線，如M小時(shí)內(nèi)電流變化曲線圖；再將該電流變化曲線圖與預(yù)設(shè)的非故障狀態(tài)時(shí)的電流參考曲線圖進(jìn)行對(duì)比，在二者不匹配時(shí)，確定電流參數(shù)有故障；根據(jù)比對(duì)結(jié)果看屬于預(yù)設(shè)的哪種故障類型(即預(yù)先設(shè)定各種故障類型對(duì)應(yīng)的參數(shù)信息)；這樣，實(shí)現(xiàn)了變頻器工作狀態(tài)檢測(cè)、故障在線識(shí)別與診斷。還可以預(yù)設(shè)設(shè)定每種故障類型與故障處理方案的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)故障類型即可確定對(duì)應(yīng)的故障處理方案。上述信息采集單元 111及處理單元113可以統(tǒng)屬于控制器。優(yōu)選地，為了實(shí)現(xiàn)在井底能編輯地顯示故障類型上述故障診斷裝置11可以位于井下，進(jìn)一步優(yōu)選地，如圖2所示安裝在煤機(jī)設(shè)備的電控箱內(nèi)部。由于變頻器及故障診斷裝置11均設(shè)置在井下煤機(jī)密封的電控箱內(nèi)，有利于簡(jiǎn)化傳輸線路的設(shè)置。優(yōu)選地，為了實(shí)現(xiàn)變頻機(jī)的歷史工作參數(shù)能便捷地帶至井上，該障診斷裝置11還可以包括無(wú)線發(fā)射單元115，無(wú)線發(fā)射單元115用于將預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)發(fā)送至位于井下的遙控器；當(dāng)然，該無(wú)線發(fā)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(fā)送至帶有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的遙控器。這樣，每進(jìn)行一次換班(不超出M小時(shí))，由換班工人將遙控器帶至地面以便于將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，實(shí)現(xiàn)了在簡(jiǎn)化傳輸路線的基礎(chǔ)上將歷史工作參數(shù)通過(guò)總線外的途徑帶出至地面，同時(shí)也避免了現(xiàn)有技術(shù)必須在操作困難的井下環(huán)境中通過(guò)拆卸電控箱讀取變頻器的主控器以獲取煤機(jī)設(shè)備的工作參數(shù)的不便。優(yōu)選地，為了便于井下工作人員，特別是非專業(yè)技術(shù)人員，能夠在發(fā)生故障時(shí)及時(shí)地處理故障，處理單元113可以包括實(shí)現(xiàn)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于根據(jù)故障類型確定對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)故障解決方案，并且存儲(chǔ)故障類型。便于井下作業(yè)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(fā)送至位于井下的顯示裝置進(jìn)行顯示。如圖2所示，其中，煤機(jī)設(shè)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(shè)在總線上，總線上的信息傳遞可以遵循CAN0PEN協(xié)議。進(jìn)一步優(yōu)選地，該故障診斷裝置11還可以包括查詢單元(圖未示)，用于接收故障類型查詢信息及歷史工作參數(shù)查詢信息，并根據(jù)故障類型查詢信息，從第二處理子單元中獲取對(duì)應(yīng)的故障類型，以及根據(jù)歷史工作參數(shù)查詢信息，從信息采集單元111中獲取對(duì)應(yīng)的工作參數(shù)。這樣實(shí)現(xiàn)了變頻器的歷史故障與歷史工作參數(shù)的查詢。方法實(shí)施例如圖3所示，本發(fā)明的故障診斷方法的實(shí)施例包括步驟301 實(shí)時(shí)采集煤機(jī)變頻器的工作參數(shù)，并存儲(chǔ)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)；如采集變頻器信息采集板及主控器的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、功率、溫度等工作參數(shù)；步驟302 根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)，確定每類工作參數(shù)在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的變化信息，如進(jìn)行歷史工作參數(shù)的曲線分析；步驟303 根據(jù)變化信息與預(yù)設(shè)的非故障參考信息的比對(duì)結(jié)果確定變化信息是否異常；并在確定變化信息異常時(shí)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果確定對(duì)應(yīng)的故障類型；步驟304 根據(jù)故障類型確定對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)故障解決方案，并且存儲(chǔ)故障類型；步驟305 將預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)及故障類型發(fā)送至位于井下帶有存儲(chǔ)功能的遙控器；步驟306 將故障解決方案及故障類型發(fā)送至位于井下的顯示裝置進(jìn)行顯示；步驟307 接收故障類型查詢信息及歷史工作參數(shù)查詢信息，并根據(jù)故障類型查詢信息，獲取對(duì)應(yīng)的故障類型，以及根據(jù)歷史工作參數(shù)查詢信息，獲取對(duì)應(yīng)的工作參數(shù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，步驟305、306及307沒(méi)有時(shí)間次序關(guān)系，本實(shí)施例中的步驟排序不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明各實(shí)施例能實(shí)現(xiàn)在井下工作面的惡劣環(huán)境下，可以方便地進(jìn)行變頻器的故障在線診斷、故障歷史查詢和處理；對(duì)于一般性變頻器故障，技術(shù)人員在地面即可指導(dǎo)井下工人自行按照故障應(yīng)對(duì)方案進(jìn)行故障處理，從而縮短了停機(jī)時(shí)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(shù)，為礦用變頻器的維護(hù)和狀態(tài)檢測(cè)提供了極大便利，克服了現(xiàn)有井下煤機(jī)變頻器無(wú)法保存歷史工作參數(shù)、檢修不便、故障處理不及時(shí)、無(wú)指導(dǎo)依據(jù)的不足。以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種煤機(jī)變頻器的故障診斷裝置，其特征在于，包括信息采集單元(111)，用于實(shí)時(shí)采集煤機(jī)變頻器的工作參數(shù)，并存儲(chǔ)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)；處理單元(113)，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)，確定每類工作參數(shù)在所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的變化信息，并且根據(jù)所述變化信息與預(yù)設(shè)的非故障參考信息的比對(duì)結(jié)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(shí)，根據(jù)所述比對(duì)結(jié)果確定對(duì)應(yīng)的故障類型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障診斷裝置，其特征在于，所述故障診斷裝置位于井下，并且還包括無(wú)線發(fā)射單元(115)，所述無(wú)線發(fā)射單元(115)用于將所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)發(fā)送至位于井下的遙控器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的故障診斷裝置，其特征在于，所述處理單元(113)包括 第一處理子單元，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)，確定每類工作參數(shù)在所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的變化信息，并且根據(jù)所述變化信息與預(yù)設(shè)的非故障參考信息的比對(duì)結(jié)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(shí)，根據(jù)所述比對(duì)結(jié)果確定對(duì)應(yīng)的故障類型；第二處理子單元，用于根據(jù)所述故障類型確定對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)故障解決方案，并且存儲(chǔ)所述故障類型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的故障診斷裝置，其特征在于，所述第二處理子單元還用于將所述故障解決方案及故障類型發(fā)送至位于井下的顯示裝置進(jìn)行顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的故障診斷裝置，其特征在于，還包括查詢單元，用于接收故障類型查詢信息及歷史工作參數(shù)查詢信息，并根據(jù)所述故障類型查詢信息，從所述第二處理子單元中獲取對(duì)應(yīng)的故障類型，以及根據(jù)所述歷史工作參數(shù)查詢信息，從所述信息采集單元111中獲取對(duì)應(yīng)的工作參數(shù)。
6.一種煤機(jī)變頻器的故障診斷方法，其特征在于，包括實(shí)時(shí)采集煤機(jī)變頻器的工作參數(shù)，并存儲(chǔ)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)； 根據(jù)所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)，確定每類工作參數(shù)在所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的變化信息；根據(jù)所述變化信息與預(yù)設(shè)的非故障參考信息的比對(duì)結(jié)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(shí)，根據(jù)所述比對(duì)結(jié)果確定對(duì)應(yīng)的故障類型。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的故障診斷方法，其特征在于，在所述存儲(chǔ)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)的步驟之后還包括將所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)發(fā)送至位于井下的遙控器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的故障診斷方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述比對(duì)結(jié)果確定對(duì)應(yīng)的故障類型的步驟之后還包括將所述故障類型發(fā)送至所述遙控器。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的故障診斷方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述比對(duì)結(jié)果確定對(duì)應(yīng)的故障類型的步驟之后還包括根據(jù)所述故障類型確定對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)故障解決方案，并且存儲(chǔ)所述故障類型；將所述故障解決方案及故障類型發(fā)送至位于井下的顯示裝置進(jìn)行顯示。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的故障診斷方法，其特征在于，還包括 接收故障類型查詢信息及歷史工作參數(shù)查詢信息，并根據(jù)所述故障類型查詢信息，獲取對(duì)應(yīng)的故障類型，以及根據(jù)所述歷史工作參數(shù)查詢信息，獲取對(duì)應(yīng)的工作參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種煤機(jī)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采集單元，用于實(shí)時(shí)采集煤機(jī)變頻器的工作參數(shù)，并存儲(chǔ)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)；處理單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)采集到的工作參數(shù)，確定每類工作參數(shù)在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的變化信息，并且根據(jù)變化信息與預(yù)設(shè)的非故障參考信息的比對(duì)結(jié)果確定變化信息是否異常，以及在確定變化信息異常時(shí)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果確定對(duì)應(yīng)的故障類型。本發(fā)明克服了現(xiàn)有井下煤機(jī)變頻器無(wú)法保存歷史工作參數(shù)的缺陷，且便于及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行處理。
文檔編號(hào)G01D21/02GK102313580SQ201110287169
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月24日
發(fā)明者劉召安, 史喜陽(yáng), 黃向陽(yáng) 申請(qǐng)人:三一重型裝備有限公司