[发明专利]一种基于工程机械的远程故障诊断设备与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种故障诊断设备与方法，尤其涉及一种基于工程机械的远程故障诊断设备与方法。

背景技术

工程机械是较为复杂的机电液一体化系统，随着科技的飞速发展，工程机械逐渐趋向高速化、高功率、高可靠性、高智能化。由于工程机械的作业工况非常复杂，不可避免地会产生各种故障，导致工程机械的基本信息和报警信息等无法实时采集，并无法实时地对运行状态进行监控与分析，最终将导致不能及时对故障进行诊断与修复处理。特别是当用户与设备供应商相距较远时，更难及时解决相应问题，从而带来经济与效益上的损失。

中国专利201110208816.X公开了一种用于工程机械的基于物联网技术的远程智能分析服务系统，其首先要对故障信息进行集合，再将数据采集系统将工程设备相关的特征数据信息与上述故障信息进行对比，对于数据库中已存在的故障信息，系统可以自动识别，而对于未能自动识别的原始信息将发送至专家分析知识库进行分析。这种方法一定程度上可以快速解决工程机械的故障远程诊断，但是由于设备的工况非常复杂，故障的成因非常多，自动诊断效率非常低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种诊断效率高的基于工程机械的远程故障诊断设备与方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于工程机械的远程故障诊断设备，包括GPS发射器、数据采集系统、工控机，数据采集系统、工控机与GPS发射器置于工程机械内部，数据采集系统由置于工程机械的执行部件上的变频器和传感器组成，数据采集系统通过PLC控制器、RS485/RS232接口与工控机相连，工控机通过GPS发射器和GPRS无线网络与数据交换器相连，数据交换器与诊断终端连接。

进一步，所述诊断终端包括内、中、外三层：外层为数据过滤层、中层为数据转换层、内层为数据分配传输层。

传感器将采集的外部参数、变频器将采集的内部参数，通过A/D转换后上传至PLC控制器。工控机通过GPS发射器与GPRS无线网络发送数据包文件，而诊断终端通过数据交换器与GPRS无线网络连接并下载由工控机传输过来的数据包文件。

使用本发明之基于工程机械的远程故障设备进行故障诊断的步骤如下：

（1）数据采集系统通过变频器采集工程机械的内部参数，通过传感器采集工程机械的外部参数，并将采集到内部参数和外部参数上传至PLC控制器；

（2）PLC控制器将步骤（1）中采集的内部参数和外部参数通过RS485/RS232接口传输工控机, 工控机将上传的内部参数与外部参数以谱线的形式自动记录并存储；

（3）工控机将存储在其内部的内部参数与外部参数自动压缩打包成数据包，并通过GPS发射器和GPRS无线网络直接传送至数据交换器，并被诊断终端接收；

（4）诊断终端将接收的数据包解压并进行分析处理后传送至工作人员，工作人员基于实际工程经验与理论的评定与分析，给出诊断结果与解决方案；

（5）诊断终端将解决方案以指示的形式压缩打包逆向返馈至工控机，工控机解压缩后将指令通过RS485/RS232接口传至PLC控制器，控制工程机械的相应执行部件执行与解决方案相应的操作。

进一步，所述步骤（1）中，变频器采集到的工程机械的内部参数包括电流、电压、频率、电磁强度等，通过传感器采集到的工程机械的外部参数包括位移、速度、扭矩、压力、流率等。

进一步，所述步骤（4）中，数据包解压后，诊断终端对解压后获得的数据信息进行分析处理的具体步骤为：诊断终端对解压后获得的数据信息进行时频分析，同时检测数据信息的信号强度，当信号强度超过设定阈值时，被检测的数据信息判定为异常信号，所述异常信号被送入诊断终端的中层，否则自动通过诊断终端的外层滤除；诊断终端的中层将外层输入的异常信号放大，并配置相应的时间与频率参数发送至诊断终端的内层；诊断终端的内层将中层传入的数据信息按照信号种类（如电器类、机械类、液压类等）进行分类，并将相应的数据信息发送至工作人员。 

进一步，所述阈值由工厂的经验及工程机械出厂前实验确定。

使用本发明，可对工程机械运行参数进行实时采集与监控，实现远程控制，通过专业技术人员对相关数据进行远程分析与诊断，有利于缩减工程机械维修响应时间，提高工程机械产品售后服务质量以及经济效益。

附图说明

图1是本发明远程故障诊断设备结构组成示意图；

图2为工程机械参数采集系统结构简图。

具体实施方式