本發(fā)明涉及倉儲搬運設備診斷領域，具體涉及一種倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置。

背景技術：

倉儲搬運設備在現(xiàn)代企業(yè)的倉儲系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色，而叉車作為倉儲搬運設備的主要工具，是倉儲物料搬運設備中的主力軍，被廣泛應用于車站、港口、機場、工廠、倉庫等國民經(jīng)濟中的各個部門。第二次世界大戰(zhàn)期間，叉車得到發(fā)展。中國從20世紀50年代初開始制造叉車。特別是隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，大部分企業(yè)的物料搬運已經(jīng)脫離了原始的人工搬運，取而代之的是以叉車為主的機械化搬運。因此，在過去的幾年中，中國叉車市場的需求量每年都以兩位數(shù)的速度增長。倉儲叉車主要是為倉庫內貨物搬運而設計的叉車，目前應用較多的倉儲叉車都是以電動機驅動的，因其車體緊湊、移動靈活、自重輕和環(huán)保性能好而在倉儲業(yè)得到普遍應用。在多班作業(yè)時，電機驅動的倉儲叉車更是處于長時間使用的狀態(tài)，而叉車等倉儲搬運設備在使用過程中，總是會出現(xiàn)各種類型的故障。當廠商將設備賣到世界各地的用戶處，一旦叉車出現(xiàn)故障后，用戶撥打廠商的服務電話求助，廠商派出維護工程師前往用戶現(xiàn)場進行檢查和維修，在這個過程中，有可能出現(xiàn)維護工程師攜帶的配件不合適，有可能維護工程師在現(xiàn)場不能解決問題，需要更高級的工程師到現(xiàn)場才能解決問題。另一方面，如果故障問題不嚴重，用戶可以自行維護，而用戶對設備不夠熟悉，則可能維護不當，會造成搬運設備使用壽命下降，并影響整個倉儲系統(tǒng)的運作效率。倉儲在現(xiàn)代企業(yè)的供應鏈中起到了重要的作用，隨著近些年我國物流業(yè)的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)代企業(yè)漸漸將注意力轉到了倉儲方面，如何提高倉儲系統(tǒng)的管理水平和保障倉儲系統(tǒng)的高效運轉是當前業(yè)內專家和企業(yè)相關人士所共同研究的方向。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研究和實踐終于獲得了本發(fā)明一種倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述技術缺陷，本發(fā)明采用的技術方案在于，提供一種倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置，包括外殼，所述倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置具有唯一設備編號，所述外殼內安裝有處理器系統(tǒng)模塊、電源供電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和通信模塊，所述電源供電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊均與所述處理器系統(tǒng)模塊電性連接，所述處理器系統(tǒng)模塊設有配置串口，所述數(shù)據(jù)采集模塊設有連接串口，所述連接串口和配置串口設置在所述外殼的表面，所述通信模塊通過無線網(wǎng)絡與服務器連接。

較佳的，所述外殼內分上下兩層，所述處理器系統(tǒng)模塊安裝在下層，所述電源供電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和通信模塊安裝在上層，上層模塊通過排針與下層模塊連接。

較佳的，所述通信模塊包括GPRS通信單元和WIFI通信單元，所述通信模塊的電路上設有天線、sim卡和運行指示燈，所述sim卡安裝在所述外殼內，所述天線和運行指示燈安裝在所述外殼上表面。

較佳的，所述通信模塊設有計時器，用于定時向所述服務器發(fā)送倉儲搬運設備狀態(tài)信息。

較佳的，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括總線通信單元、開關量采集單元、溫度采集單元和電流采集單元。

較佳的，所述開關量采集單元的電路為光耦隔離電路。

較佳的，所述溫度采集單元包括溫度傳感器變送電路和溫度傳感器，所述溫度傳感器為PT100，所述溫度傳感器變送電路由恒流源電路、采用電路和信號放大電路組成。

較佳的，所述電流采集單元包括電流傳感器和電流傳感器變送電路，所述電流傳感器為霍爾傳感器，所述電流傳感器變送電路由分壓電路和跟隨電路組成。

較佳的，所述處理器系統(tǒng)模塊包括處理器單元、存儲器單元、配置單元和診斷單元，所述診斷單元通過所述通信模塊向所述服務器發(fā)送故障診斷報告。

較佳的，所述診斷單元使用故障樹分析程序對故障進行定量和定性分析，所述故障診斷報告包括故障代碼和診斷流程圖。

較佳的，所述處理器單元為stm32微處理器。

較佳的，所述數(shù)據(jù)存儲單元包括EEPROM存儲器和Flash存儲器。

與現(xiàn)有技術比較本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置為倉儲搬運設備智能維護提供了新的解決方案，能通過互聯(lián)網(wǎng)絡對倉儲搬運設備進行遠程診斷和維護，這樣可以減少維護工程師到現(xiàn)場的時間和費用，不僅節(jié)約了大量的人力和物力的成本，同時也能為用戶提供更為快捷的服務，減少用戶的損失。

該故障診斷裝置采用物聯(lián)網(wǎng)的傳感器技術和嵌入式系統(tǒng)技術獲取搬運設備的各項運行參數(shù)，能夠實時檢測倉儲搬運設備運行狀態(tài)，并定時將數(shù)據(jù)上傳到服務器以實現(xiàn)遠程監(jiān)控，裝置具有單機配置和信息查看功能，方便維護人員對智能終端進行參數(shù)配置和現(xiàn)場設備運行狀態(tài)診斷。

數(shù)據(jù)采集模塊通過傳感器技術、采樣電路和現(xiàn)場總線采集倉儲搬運設備的各種開關量、模擬量和運行信息，獲取最基本的數(shù)據(jù)，診斷單元使用故障樹分析程序對故障進行診斷，該程序結合倉儲搬運設備的電氣連接圖和運行狀態(tài)，制定出故障診斷邏輯，當倉儲搬運設備發(fā)生故障時，裝置會立即向服務器上傳故障診斷報告，服務器能夠及時地進行故障報警，故障診斷報告以故障代碼和診斷流程圖形式顯示，方便維護人員第一時間發(fā)現(xiàn)故障問題，并進行針對性的故障維修。

該發(fā)明實現(xiàn)了對倉儲搬運設備的現(xiàn)場實時故障診斷并為遠程監(jiān)控提供狀態(tài)信息和故障信息，便于廠家指導用戶進行設備維護，從而可以提高搬運設備維護的智能化程度，具有很高的實用價值。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明各實施例中的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1是本發(fā)明倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置的電路連接示意圖；

圖2是本發(fā)明倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置的結構圖；

圖3是本發(fā)明倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置信息傳遞結構圖；

圖4是本發(fā)明倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置的信息發(fā)送流程圖；

圖5是實施例4中倉儲搬運設備無法行進故障的診斷流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖，對本發(fā)明上述的和另外的技術特征和優(yōu)點作更詳細的說明。

實施例1

如圖1所示，一種倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置，包括外殼，所述外殼內安裝有處理器系統(tǒng)模塊1、電源供電模塊2、數(shù)據(jù)采集模塊3和通信模塊4，所述電源供電模塊1、數(shù)據(jù)采集模塊2和通信模塊3均與所述處理器系統(tǒng)模塊4電性連接。外殼表面設有配置口5，所述配置口5包括處理器系統(tǒng)模塊的配置串口和數(shù)據(jù)采集模塊的連接串口，配置串口提供故障診斷裝置與計算機直接相連的方案，實現(xiàn)故障診斷裝置的參數(shù)配置，連接串口用于與倉儲搬運設備的控制器連接。

所述處理器系統(tǒng)模塊1包括處理器單元11、存儲器單元12和配置單元13。處理器單元11具有豐富的外設資源，滿足故障診斷裝置功能需求，由晶振組成的最小系統(tǒng)電路是故障診斷裝置的核心電路部分，是故障診斷程序運行的平臺，提供整個裝置的邏輯功能。數(shù)據(jù)存儲單元12用于保存裝置運行的關鍵參數(shù)和歷史狀態(tài)信息。所述配置單元13用于對故障診斷裝置進行參數(shù)配置，設定唯一的設備編號，故障診斷裝置具有單機配置和信息查看功能，方便維護人員對障診斷裝置進行參數(shù)配置和現(xiàn)場設備運行狀態(tài)診斷。電源供電模塊2與倉儲搬運設備的蓄電池連接，通過蓄電池外部供電，經(jīng)電源供電模塊2轉換為故障診斷裝置的工作電壓。所述數(shù)據(jù)采集模塊3包括總線通信單元31、開關量采集單元32、溫度采集單元33和電流采集單元34，數(shù)據(jù)采集模塊3將開關量、模擬量和總線數(shù)據(jù)傳遞給處理器系統(tǒng)模塊1進行數(shù)據(jù)處理，為故障診斷裝置提供最原始的數(shù)據(jù)來源。所述通信模塊4包括GPRS通信單元41和WIFI通信單元42，能夠通過無線網(wǎng)絡與服務器6連接。

如圖3所示，本發(fā)明倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置由電源供電模塊2提供電能，由數(shù)據(jù)采集模塊進行處理和轉換開關量、模擬量和總線數(shù)據(jù)，并傳遞給裝置的核心處理器系統(tǒng)模塊1。處理器系統(tǒng)模塊1對數(shù)據(jù)進行預處理變?yōu)閷嶋H的狀態(tài)信息，通過通信模塊4將狀態(tài)信息發(fā)送至服務器6，便于用戶遠程監(jiān)控。GPRS通信單元41在有移動網(wǎng)絡覆蓋的情況下即可提供遠程數(shù)據(jù)通信功能，不受時間、地點和距離的影響；WIFI通信單元42需要在特定的無線網(wǎng)環(huán)境中使用，受到環(huán)境和距離的限制，但具有速度快和通信穩(wěn)定的優(yōu)勢。GPRS和WIFI均可與服務器6進行遠程數(shù)據(jù)同步，用于上傳倉儲搬運設備的狀態(tài)信息和故障報警信息，服務器6實現(xiàn)綜合監(jiān)控倉儲搬運設備的運行狀態(tài)和故障情況。

本發(fā)明倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置能夠通過互聯(lián)網(wǎng)絡對倉儲搬運設備進行遠程診斷和維護，這樣可以減少維護工程師到現(xiàn)場的時間和費用，不僅節(jié)約了大量的人力和物力的成本，同時也能為用戶提供更為快捷的服務，減少用戶的損失，為倉儲搬運設備智能維護提供了新的解決方案。

實施例2

如圖2所示，一種倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置，包括外殼，所述外殼內安裝有處理器系統(tǒng)模塊1、電源供電模塊2、數(shù)據(jù)采集模塊3和通信模塊4。外殼為長方形鋁盒，外殼內分上下兩層，所述處理器系統(tǒng)模塊1安裝在下層，所述電源供電模塊2、數(shù)據(jù)采集模塊3和通信模塊4安裝在上層，上層模塊通過排針與下層模塊連接。所述通信模塊4的電路上設有天線、sim卡和運行指示燈，所述sim卡安裝在所述外殼內，所述天線和運行指示燈安裝在所述外殼上表面。外殼表面設有配置口5，所述配置口5包括處理器系統(tǒng)模塊的配置串口和數(shù)據(jù)采集模塊的連接串口，配置串口提供故障診斷裝置與計算機直接相連的方案，實現(xiàn)故障診斷裝置的參數(shù)配置，連接串口用于與倉儲搬運設備的控制器連接。

所述處理器系統(tǒng)模塊1包括處理器單元11、存儲器單元12、配置單元13和診斷單元14。處理器單元11為stm32微處理器，該處理器具有豐富的外設資源，完全滿足故障診斷裝置的功能需求，由晶振等組成的最小系統(tǒng)電路為終端裝置的核心電路部分，是故障診斷程序運行的平臺，提供整個裝置的邏輯功能。數(shù)據(jù)存儲單元12包括EEPROM存儲器和Flash存儲器，前者用于保存?zhèn)}儲搬運設備正常運行的關鍵參數(shù)，后者用于保存歷史狀態(tài)信息，具有循環(huán)覆蓋存儲的功能，可用作通信異常時的數(shù)據(jù)緩存和單機故障診斷信息獲取。所述配置單元13用于設定故障診斷裝置的參數(shù)，每個故障診斷裝置具有唯一設備編號，允許多個故障診斷裝置同時連接遠程服務器6。所述診斷單元14用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集模塊3采集到的狀態(tài)信息進行故障診斷，診斷單元14通過通信模塊4向服務器6發(fā)送故障診斷報告。

所述電源供電模塊2與倉儲搬運設備的蓄電池連接，電源轉換電路將蓄電池提供電源轉換為裝置需要的5V和3.3V電壓，保證故障診斷裝置在工作電壓下正常運行。

所述數(shù)據(jù)采集模塊3包括總線通信單元31、開關量采集單元32、溫度采集單元33和電流采集單元34?？偩€通信單元31采用總線通信方式，獲取倉儲搬運設備控制器的實時數(shù)據(jù)。開關量轉換單元32實現(xiàn)搬運設備電氣信號與邏輯電路信號的轉換，并通過光耦實現(xiàn)光電隔離，將高電壓的電氣信號轉換為微處理器的標準輸入信號，一方面提供信號采集的穩(wěn)定性，另一方面起到對微處理器的保護作用，開關量信號經(jīng)數(shù)字芯片轉換為數(shù)字信號供處理器讀取。溫度采集單元33包括溫度傳感器變送電路和溫度傳感器，所述溫度傳感器為PT100，溫度傳感器變送電路由恒流源電路、采用電路和信號放大電路組成，為PT100提供恒流信號，并經(jīng)采用電路和信號放大轉換為AD可采樣的電壓范圍。電流采集單元34包括電流傳感器和電流傳感器變送電路，所述電流傳感器為霍爾傳感器，電流傳感器變送電路由分壓電路和跟隨電路組成，將輸入的電壓信號轉換為AD可采樣的電壓范圍，然后由處理器的AD采集電路轉換為數(shù)字量。倉儲搬運設備的各項運行參數(shù)，由數(shù)據(jù)采集模塊3進行處理和轉換，將開關量、模擬量和總線數(shù)據(jù)傳遞給處理器系統(tǒng)模塊1進行數(shù)據(jù)處理，為診斷單元14提供最原始的數(shù)據(jù)來源，是遠程故障診斷的數(shù)據(jù)基礎。

所述通信模塊4包括GPRS通信單元41和WIFI通信單元42，能夠通過無線網(wǎng)絡與服務器6連接。GPRS通信單元41包括天線、sim卡和運行指示燈等外圍電路，通過移動基站建立通信鏈接，與服務器6交互數(shù)據(jù)。WIFI通信單元42包括運行指示燈和天線等外圍電路，通過本地無線網(wǎng)絡，建立可靠穩(wěn)定的通信鏈路，與服務器6交互數(shù)據(jù)。通信模塊4與服務器6之間建立TCP連接，并根據(jù)制定的應用層協(xié)議進行通信，故障診斷裝置同時接收和響應服務器6的數(shù)據(jù)更新指令。通信模塊4還設有計時器，用于定時向服務器6發(fā)送倉儲搬運設備狀態(tài)信息。

本發(fā)明倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置使用時，通過連接串口與倉儲搬運設備的控制器連接，電源供電模塊2將蓄電池提供電源轉換為裝置需要的電壓進行供電。倉儲搬運設備的各項運行參數(shù)由數(shù)據(jù)采集模塊3進行實時采集，并將采集數(shù)據(jù)進行處理和轉換后傳遞給處理器系統(tǒng)模塊1。處理器系統(tǒng)模塊1進行數(shù)據(jù)處理得到倉儲搬運設備的狀態(tài)信息，通過通信模塊4定時向服務器6發(fā)送狀態(tài)信息，由服務器6監(jiān)控和記錄搬運設備的運行狀態(tài)、運行時間等各種信息。存儲器單元12中存儲歷史狀態(tài)信息，診斷單元14實時對倉儲搬運設備的運行狀態(tài)進行故障診斷，發(fā)生故障則立即向服務器6發(fā)送對應的故障報警信息。

該故障診斷裝置采用物聯(lián)網(wǎng)的傳感器技術和嵌入式系統(tǒng)技術獲取搬運設備的各項運行參數(shù)，能夠實時檢測倉儲搬運設備運行狀態(tài)，并定時將數(shù)據(jù)上傳到服務器以實現(xiàn)遠程監(jiān)控，數(shù)據(jù)采集模塊3通過傳感器技術、采樣電路和現(xiàn)場總線采集倉儲搬運設備的各種開關量、模擬量和運行信息，由診斷單元14對信息進行故障診斷，當倉儲搬運設備發(fā)生故障時，裝置會立即向服務器6上傳故障診斷報告，服務器6能夠及時地進行故障報警，方便維護人員第一時間發(fā)現(xiàn)故障問題。

實施例3

本實施例在上述實施例的基礎上，所述診斷單元14使用故障樹分析程序對故障進行定量和定性分析，診斷單元14形成的故障診斷報告包括故障代碼和診斷流程圖。該故障樹分析程序的實現(xiàn)包括以下步驟：

Stp1：根據(jù)采集的狀態(tài)信息判斷倉儲搬運設備發(fā)生的故障，并將此故障確認為頂事件，調取故障對應代碼；

Stp2：根據(jù)代碼調取引起頂事件的基本事件和底事件，針對頂事件逐級分析并按邏輯關系建立規(guī)范化故障樹，基本事件和底事件是根據(jù)倉儲搬運設備的工作原理以及電路結構圖確認并存儲在程序中；

Stp3：程序調用規(guī)范化故障樹結構，得到割集矩陣；

Stp4：對割集矩陣進行最小化處理，簡化為最小割集；

Stp5：程序調用底事件發(fā)生概率，計算出最小割集重要度；

Stp6：程序對最小割集按重要度進行排序，得到故障診斷順序；

Stp7：將故障診斷順序轉化成診斷流程圖的形式給出。

診斷單元14使用故障樹分析程序對倉儲搬運設備故障進行診斷，該程序結合叉車的電氣連接圖和運行狀態(tài)，制定出故障診斷邏輯，實現(xiàn)了對倉儲搬運設備的智能診斷，故障診斷報告以故障代碼和診斷流程圖形式顯示，便于廠家指導用戶進行設備維護，從而可以提高搬運設備維護的智能化程度，具有很高的實用價值。

如圖4所示，其為本發(fā)明倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置的信息發(fā)送流程圖，狀態(tài)信息共有三種發(fā)送方式。其一，通信模塊4定時向服務器6發(fā)送狀態(tài)信息，由服務器6記錄搬運設備的運行狀態(tài)、運行時間等各種信息。其二，監(jiān)控人員可以遠程發(fā)送數(shù)據(jù)刷新指令，實時獲取搬運設備的運行狀態(tài)，不受定時時間的限制，便于進一步診斷故障問題，給出指導意見。其三，故障診斷裝置根據(jù)獲取的狀態(tài)信息，結合診斷單元14，判斷設備是否有故障發(fā)生，這個判斷過程是實時進行的，可以快速檢測到發(fā)生的故障，檢測到有故障發(fā)生后，立即向服務器6發(fā)送故障診斷報告，遠程監(jiān)控人員即可及時發(fā)現(xiàn)有故障發(fā)生，并遠程提供維修指導，如果故障持續(xù)存在，則會每隔一定時間就發(fā)送一次當前的故障故障診斷報告，直到故障恢復，則向服務器6發(fā)送一次故障恢復信息，遠程人員可獲知故障維修情況。

實施例4

一種倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置，包括外殼，所述外殼內安裝有處理器系統(tǒng)模塊、電源供電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和通信模塊，所述電源供電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和通信模塊均與所述處理器系統(tǒng)模塊電性連接。外殼表面設有配置口，所述配置口包括處理器系統(tǒng)模塊的配置串口和數(shù)據(jù)采集模塊的連接串口。

所述處理器系統(tǒng)模塊包括處理器單元、存儲器單元、配置單元和診斷單元。所述電源供電模塊與倉儲搬運設備的蓄電池連接，電源轉換電路將蓄電池提供電源轉換為裝置需要的電壓。所述數(shù)據(jù)采集模塊包括總線通信單元、開關量采集單元、溫度采集單元和電流采集單元，為診斷單元提供最原始的數(shù)據(jù)來源。所述通信模塊包括GPRS通信單元和WIFI通信單元，能夠通過無線網(wǎng)絡與服務器連接，通信模塊每1min向服務器發(fā)送一次設備的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息。

本發(fā)明倉儲搬運設備遠程故障診斷裝置使用時，通過配置串口設置故障診斷裝置唯一身份信息，通過連接串口與倉儲搬運設備的控制器連接，電源供電模塊將蓄電池提供電源轉換為裝置需要的電壓進行供電。倉儲搬運設備的各項運行參數(shù)，由數(shù)據(jù)采集模塊進行實時采集，通信模塊每分鐘向服務器發(fā)送狀態(tài)信息，由服務器監(jiān)控軟件記錄搬運設備的運行狀態(tài)、運行時間等各種信息。

故障診斷裝置診斷單元判斷倉儲搬運設備出現(xiàn)無法行進故障，立即運行故障樹分析程序對故障進行定量和定性分析，形成故障診斷報告并發(fā)生至服務器。故障診斷報告包括故障代碼和診斷流程圖，其中診斷流程圖如圖5所示。遠程監(jiān)控人員即可及時發(fā)現(xiàn)有故障發(fā)生，并根據(jù)故障診斷裝置身份信息找到對應的倉儲搬運設備。根據(jù)診斷流程圖按順序對設備進行故障維修，診斷流程圖實現(xiàn)了對常見復雜故障的有效診斷，解決了傳統(tǒng)設備維修過程中存在的維修成本高、及時性差等問題。如果故障持續(xù)存在，則會每隔1min就會向服務器發(fā)送一次當前的故障診斷報告，直到故障恢復，則向服務器發(fā)送一次故障恢復信息，遠程人員可獲知故障維修情況。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，對本發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術人員理解，在本發(fā)明權利要求所限定的精神和范圍內可對其進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍內。