專利名稱：一種基于工程機械的遠程故障診斷設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種故障診斷設備，尤其涉及一種基于工程機械的遠程故障診斷設備。
背景技術：
工程機械是較為復雜的機電液一體化系統(tǒng)，隨著科技的飛速發(fā)展，工程機械逐漸趨向高速化、高功率、高可靠性、高智能化。由于工程機械的作業(yè)工況非常復雜，不可避免地會產(chǎn)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采集，并無法實時地對運行狀態(tài)進行監(jiān)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(jīng)濟與效益上的損失。中國專利201110208816.X公開了一種用于工程機械的基于物聯(lián)網(wǎng)技術的遠程智能分析服務系統(tǒng)，其首先要對故障信息進行集合，再將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將工程設備相關的特征數(shù)據(jù)信息與上述故障信息進行對比，對于數(shù)據(jù)庫中已存在的故障信息，系統(tǒng)可以自動識另IJ，而對于未能自動識別的原始信息將發(fā)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，但是由于設備的工況非常復雜，故障的成因非常多，自動診斷效率非常低。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供一種診斷效率高的基于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采用的技術方案是:一種基于工程機械的遠程故障診斷設備，包括GPS發(fā)射器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工控機，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工控機與GPS發(fā)射器置于工程機械內(nèi)部，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由置于工程機械的執(zhí)行部件上的變頻器和傳感器組成，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過PLC控制器、RS485/RS232接口與工控機相連，工控機通過GPS發(fā)射器和GPRS無線網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)交換器相連，數(shù)據(jù)交換器與診斷終端連接。進一步，所述診斷終端包括內(nèi)、中、外三層:外層為數(shù)據(jù)過濾層、中層為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換層、內(nèi)層為數(shù)據(jù)分配傳輸層。傳感器將采集的外部參數(shù)、變頻器將采集的內(nèi)部參數(shù)，通過A/D轉(zhuǎn)換后上傳至PLC控制器。工控機通過GPS發(fā)射器與GPRS無線網(wǎng)絡發(fā)送數(shù)據(jù)包文件，而診斷終端通過數(shù)據(jù)交換器與GPRS無線網(wǎng)絡連接并下載由工控機傳輸過來的數(shù)據(jù)包文件。使用本實用新型之基于工程機械的遠程故障設備進行故障診斷的步驟如下:(I)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過變頻器采集工程機械的內(nèi)部參數(shù)，通過傳感器采集工程機械的外部參數(shù)，并將采集到內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)上傳至PLC控制器；(2) PLC控制器將步驟(I)中采集的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)通過RS485/RS232接口傳輸工控機，工控機將上傳的內(nèi)部參數(shù)與外部參數(shù)以譜線的形式自動記錄并存儲；[0012](3)工控機將存儲在其內(nèi)部的內(nèi)部參數(shù)與外部參數(shù)自動壓縮打包成數(shù)據(jù)包，并通過GPS發(fā)射器和GPRS無線網(wǎng)絡直接傳送至數(shù)據(jù)交換器，并被診斷終端接收；(4)診斷終端將接收的數(shù)據(jù)包解壓并進行分析處理后傳送至工作人員，工作人員基于實際工程經(jīng)驗與理論的評定與分析，給出診斷結(jié)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，工控機解壓縮后將指令通過RS485/RS232接口傳至PLC控制器，控制工程機械的相應執(zhí)行部件執(zhí)行與解決方案相應的操作。進一步，所述步驟(I)中，變頻器采集到的工程機械的內(nèi)部參數(shù)包括電流、電壓、頻率、電磁強度等，通過傳感器采集到的工程機械的外部參數(shù)包括位移、速度、扭矩、壓力、流率等。進一步，所述步驟(4)中，數(shù)據(jù)包解壓后，診斷終端對解壓后獲得的數(shù)據(jù)信息進行分析處理的具體步驟為:診斷終端對解壓后獲得的數(shù)據(jù)信息進行時頻分析，同時檢測數(shù)據(jù)信息的信號強度，當信號強度超過設定閾值時，被檢測的數(shù)據(jù)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，并配置相應的時間與頻率參數(shù)發(fā)送至診斷終端的內(nèi)層；診斷終端的內(nèi)層將中層傳入的數(shù)據(jù)信息按照信號種類(如電器類、機械類、液壓類等)進行分類，并將相應的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至工作人員。進一步，所述閾值由工廠的經(jīng)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(shù)進行實時采集與監(jiān)控，實現(xiàn)遠程控制，通過專業(yè)技術人員對相關數(shù)據(jù)進行遠程分析與診斷，有利于縮減工程機械維修響應時間，提高工程機械產(chǎn)品售后服務質(zhì)量以及經(jīng)濟效益。

圖1是本實用新型遠程故障診斷設備結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖2為工程機械參數(shù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細描述。參照圖1，一種基于工程機械的遠程故障診斷設備包括GPS發(fā)射器4、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1、工控機3，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1、工控機3與GPS發(fā)射器4置于工程機械2內(nèi)部(圖1中，為了將各部件清楚示出，將工控機3與GPS發(fā)射器4移出工程機械I，進行表示，實際中，工控機3與GPS發(fā)射器4是內(nèi)置于工程機械內(nèi)部的)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)I由置于工程機械2的執(zhí)行部件上的變頻器1-1和傳感器1-2組成，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)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(fā)射器4和GPRS無線網(wǎng)絡5與數(shù)據(jù)交換器6相連，數(shù)據(jù)交換器6與診斷終端7連接。所述診斷終端包括內(nèi)、中、外三層:外層為數(shù)據(jù)過濾層、中層為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換層、內(nèi)層為數(shù)據(jù)分配傳輸層。傳感器1-2將采集的外部參數(shù)、變頻器1-1將采集的內(nèi)部參數(shù)，通過A/D轉(zhuǎn)換后上傳至PLC控制器8。工控機3通過GPS發(fā)射器4與GPRS無線網(wǎng)絡5發(fā)送數(shù)據(jù)包文件，而診斷終端7通過數(shù)據(jù)交換器6與GPRS無線網(wǎng)絡5連接并下載由工控機3傳輸過來的數(shù)據(jù)包文件。使用本實用新型之基于工程機械的遠程故障設備進行故障診斷的步驟如下:(I)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過變頻器1-1采集工程機械的內(nèi)部參數(shù)，通過傳感器1-2采集工程機械的外部參數(shù)，并將采集到內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)上傳至PLC控制器8 ；(2)PLC控制器8將步驟(I)中采集的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)通過RS485/RS232接口9傳輸工控機3，工控機3將上傳的內(nèi)部參數(shù)與外部參數(shù)以譜線的形式自動記錄并存儲；(3)工控機3將存儲在其內(nèi)部的內(nèi)部參數(shù)與外部參數(shù)自動壓縮打包成數(shù)據(jù)包，并通過GPS發(fā)射器4和GPRS無線網(wǎng)絡5直接傳送至數(shù)據(jù)交換器6，并被診斷終端7接收；(4)診斷終端將接收的數(shù)據(jù)包解壓并進行分析處理后傳送至工作人員，工作人員基于實際工程經(jīng)驗與理論的評定與分析，給出診斷結(jié)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解壓縮后將指令通過RS485/RS232接口 9傳至PLC控制器8，控制工程機械2的相應執(zhí)行部件執(zhí)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采集到的工程機械的內(nèi)部參數(shù)包括電流、電壓、頻率、電磁強度等，通過傳感器1-2采集到的工程機械的外部參數(shù)包括位移、速度、扭矩、壓力、流率等。所述步驟(4 )中，數(shù)據(jù)包解壓后，診斷終端對解壓后獲得的數(shù)據(jù)信息進行分析處理的具體步驟為:診斷終端對解壓后獲得的數(shù)據(jù)信息進行時頻分析，同時檢測數(shù)據(jù)信息的信號強度，當信號強度超過設定閾值時，被檢測的數(shù)據(jù)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，并配置相應的時間與頻率參數(shù)發(fā)送至診斷終端的內(nèi)層；診斷終端的內(nèi)層將中層傳入的數(shù)據(jù)信息按照信號種類(如電器類、機械類、液壓類等)進行分類，并將相應的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至工作人員。所述閾值由工廠的經(jīng)驗及工程機械出廠前實驗確定。
權(quán)利要求1.一種基于工程機械的遠程故障診斷設備，其特征在于，包括GPS發(fā)射器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工控機，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工控機與GPS發(fā)射器置于工程機械內(nèi)部，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由置于工程機械的執(zhí)行部件上的變頻器和傳感器組成，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過PLC控制器、RS485/RS232接口與工控機相連，工控機通過GPS發(fā)射器和GPRS無線網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)交換器相連，數(shù)據(jù)交換器與診斷終端連接。
專利摘要一種基于工程機械的遠程故障診斷設備，包括GPS發(fā)射器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工控機，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工控機與GPS發(fā)射器置于工程機械內(nèi)部，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由置于工程機械的執(zhí)行部件上的變頻器和傳感器組成，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過PLC控制器、RS485/RS232接口與工控機相連，工控機通過GPS發(fā)射器和GPRS無線網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)交換器相連，數(shù)據(jù)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(shù)進行實時采集與監(jiān)控，實現(xiàn)遠程控制，有利于縮減工程機械維修響應時間，提高工程機械產(chǎn)品售后服務質(zhì)量以及經(jīng)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(yōu)先權(quán)日2013年1月14日
發(fā)明者陳穎, 劉先國, 陳海波 申請人:陳海波