一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)及方法，所述的系統(tǒng)包括至少一臺(tái)混凝土攪拌站、近端監(jiān)控模塊、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊、遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊和故障診斷模塊；所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊通過(guò)GPRS連接故障診斷模塊，通過(guò)GPS連接遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊；所述遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊包括遠(yuǎn)端監(jiān)控計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)端便攜式監(jiān)控設(shè)備，所述故障診斷模塊包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)模塊和診斷模塊。所述的方法包括以下過(guò)程：1）采集數(shù)據(jù)；2）存儲(chǔ)并上傳數(shù)據(jù)；3）數(shù)據(jù)分析；4）判斷手否發(fā)生故障；5）前向推理；6）反向推理；7）輸出結(jié)論。利用本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土攪拌站的地理位置定位，遠(yuǎn)程信息管理，設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)和遠(yuǎn)程故障診斷，快速響應(yīng)用戶的維護(hù)需求。
【專利說(shuō)明】一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土攪拌站是一種機(jī)、電、液一體化的大型建筑機(jī)械設(shè)備。隨著技術(shù)發(fā)展，攪拌站的自動(dòng)化程度不斷提高，結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，一般的維修人員很難解決問(wèn)題，需要廠家安排專業(yè)的售后服務(wù)工程師到現(xiàn)場(chǎng)維修。由于國(guó)家政策法規(guī)的要求，混凝土攪拌站只允許建設(shè)在郊區(qū)或者更為偏遠(yuǎn)的地方，水利、電力、橋梁、鐵路等工程用攪拌站經(jīng)常建設(shè)在施工地區(qū)附近。這些地方地理位置偏遠(yuǎn)，交通不便，廠家的售后服務(wù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)需要花費(fèi)較多的時(shí)間，無(wú)法在短時(shí)間為用戶排除故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)及方法，將故障診斷和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備信息的遠(yuǎn)程管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一臺(tái)混凝土攪拌站、近端監(jiān)控模塊、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊、遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊和故障診斷模塊，所述的近端監(jiān)控模塊包括至少一臺(tái)計(jì)算機(jī)；所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊包括GPRS無(wú)線收發(fā)模塊和GPS無(wú)線收發(fā)模塊，所述GPRS無(wú)線收發(fā)模塊通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)將近端監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)上傳到故障診斷模塊，所述GPS無(wú)線收發(fā)模塊能夠?qū)嚢枵镜牡乩砦恢眯畔l(fā)送到遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊；所述遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊包括遠(yuǎn)端監(jiān)控計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)端便攜式監(jiān)控設(shè)備，所述遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程鎖機(jī)功能；所述故障診斷模塊包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)模塊和診斷模塊；所述的遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊和故障診斷模塊通過(guò)以太網(wǎng)和因特網(wǎng)連接。
[0005]進(jìn)一步的，所述的數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包括規(guī)則模塊、數(shù)據(jù)字典和故障類(lèi)型表，按照既定的規(guī)則、知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)字典和故障類(lèi)型表，接收和存儲(chǔ)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊的傳送數(shù)據(jù)。
[0006]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)模塊包括知識(shí)規(guī)則維護(hù)模塊、數(shù)據(jù)字典合法性檢查模塊、規(guī)則合法性檢查模塊和故障合法性檢查模塊，用于知識(shí)規(guī)則維護(hù)、數(shù)據(jù)字典合法性檢查、規(guī)則合法性檢查和故障合法性檢查,其中，所述的知識(shí)規(guī)則維護(hù)模塊包括對(duì)故障機(jī)理、原因及識(shí)別特征表的數(shù)據(jù)字典的維護(hù)；對(duì)數(shù)據(jù)的增加、修改、刪除和查詢；對(duì)規(guī)則的增加、修改刪除和查詢；對(duì)故障類(lèi)型的增加、修改、刪除和查詢。
[0007]進(jìn)一步的，所述的遠(yuǎn)端便攜式監(jiān)控設(shè)備為智能手機(jī)或ipad (平板電腦)。
[0008]進(jìn)一步的，所述診斷模塊包括前向推理模塊和反向推理模塊，用來(lái)確定故障原因。
[0009]一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:
采集數(shù)據(jù)；
存儲(chǔ)并上傳數(shù)據(jù)；
數(shù)據(jù)分析；
故障判斷，若否，返回第一步，若是，進(jìn)入下一步； 前向推理；
反向推理；
輸出結(jié)論。
[0010]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)包括以下信息中的一種或多種:稱重傳感器數(shù)據(jù)、生產(chǎn)流程參數(shù)、攪拌站生產(chǎn)軟件報(bào)警信息、地理位置信息、攪拌站生產(chǎn)數(shù)據(jù)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)狀態(tài)。
[0011]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)分析的具體過(guò)程為:故障診斷系統(tǒng)將接收到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)結(jié)合其歷史狀況對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，特征提取。
[0012]進(jìn)一步的，所述前向推理的具體過(guò)程為:根據(jù)故障的特征，從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索出規(guī)貝U，分析此特征參數(shù)相關(guān)聯(lián)的幾種故障，作進(jìn)一步診斷的候選故障集，即包含符此特征所有故障的類(lèi)型，性質(zhì)和程度。
[0013]進(jìn)一步的，所述反向推理的具體過(guò)程為:對(duì)故障集的特征進(jìn)行分析，找出故障集中各個(gè)故障的不同之處，通過(guò)對(duì)不同之處進(jìn)行判別，確定故障原因。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:利用本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土攪拌站的地理位置定位，遠(yuǎn)程信息管理，設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)和遠(yuǎn)程故障診斷，能夠快速響應(yīng)用戶的維護(hù)需求，解決了混凝土攪拌站維修周期長(zhǎng)的問(wèn)題，具有非常明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中故障診斷系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的工作流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示的一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)包括至少一臺(tái)混凝土攪拌站、近端監(jiān)控模塊、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊、遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊、故障診斷模塊。
[0017]近端監(jiān)控模塊包括至少一臺(tái)計(jì)算機(jī)，可以對(duì)混凝土攪拌站生產(chǎn)流程參數(shù)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將數(shù)據(jù)保存在本地硬盤(pán)。
[0018]所述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊包括GPRS無(wú)線收發(fā)模塊和GPS無(wú)線收發(fā)模塊，所述GPRS無(wú)線收發(fā)模塊能通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)將近端監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳到故障診斷模塊；所述GPS無(wú)線收發(fā)模塊能夠?qū)嚢枵镜牡乩砦恢眯畔l(fā)送到遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊；所述的遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊和故障診斷模塊通過(guò)以太網(wǎng)和因特網(wǎng)連接。
[0019]所述遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊包括遠(yuǎn)端監(jiān)控計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)端便攜式監(jiān)控設(shè)備，所述遠(yuǎn)端監(jiān)控計(jì)算機(jī)可以通過(guò)因特網(wǎng)和以太網(wǎng)連接故障診斷模塊；所述遠(yuǎn)端便攜式監(jiān)控設(shè)備包括手機(jī)、平板電腦及其他便攜式電子設(shè)備，可以通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)連接故障診斷模塊，也可以通過(guò)GPS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)查看攪拌站位置信息，所述遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程鎖機(jī)功能。
[0020]如圖2所示，所述的故障診斷模塊包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)模塊和診斷模塊。
[0021]所述數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包括規(guī)則模塊、數(shù)據(jù)字典和故障類(lèi)型表，按照既定的規(guī)則、知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)字典和故障類(lèi)型表，接收和存儲(chǔ)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊的傳送數(shù)據(jù)。
[0022]所述數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)模塊包括知識(shí)規(guī)則維護(hù)模塊、數(shù)據(jù)字典合法性檢查模塊、規(guī)則合法性檢查模塊和故障合法性檢查模塊，用于知識(shí)規(guī)則維護(hù)、數(shù)據(jù)字典合法性檢查、規(guī)則合法性檢查和故障合法性檢查，其中，所述的知識(shí)規(guī)則維護(hù)包括對(duì)故障機(jī)理、原因及識(shí)別特征表的數(shù)據(jù)字典的維護(hù)，對(duì)數(shù)據(jù)的增加、修改、刪除和查詢，對(duì)規(guī)則的增加、修改刪除和查詢，對(duì)故障類(lèi)型的增加、修改、刪除和查詢。
[0023]所述診斷模塊包括前向推理模塊和反向推理模塊，用來(lái)確定故障原因，所述前向推理指先分析有關(guān)征兆，選出其中特征突出的，有代表性的征兆參數(shù)，分析此征兆參數(shù)相關(guān)聯(lián)的幾種故障，作進(jìn)一步診斷的候選故障集；所述反向推理指根據(jù)知識(shí)庫(kù)中所積累的知識(shí)，對(duì)候選故障集中每一故障深入分析其機(jī)理、原因及其所應(yīng)表現(xiàn)出來(lái)的征兆現(xiàn)象，逐一與當(dāng)前所有的征兆進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)其符合或匹配程度，在候選故障集中排除那些不匹配和匹配程度差的故障，選出匹配良好的故障。最后進(jìn)行決策判斷，確定所診斷故障的類(lèi)型及其原因，并反饋給遠(yuǎn)端監(jiān)控系統(tǒng)，完成故障診斷流程。
[0024]如圖3所示的一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷方法，其具體過(guò)程為:
1、近端監(jiān)控模塊采集攪拌站關(guān)于重傳感器數(shù)據(jù)、生產(chǎn)流程參數(shù)、攪拌站生產(chǎn)軟件報(bào)警信息、地理位置信息、攪拌站生產(chǎn)數(shù)據(jù)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)狀態(tài)等一系列數(shù)據(jù)信息；
2、近端監(jiān)控模塊將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到本地硬盤(pán)同時(shí)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到故障診斷系統(tǒng)；
3、故障診斷模塊將接收到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取特征，并與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)；
4、根據(jù)分析結(jié)果，確定是否發(fā)生故障和故障部位，當(dāng)比對(duì)結(jié)果判定為正常，則不做處理并繼續(xù)監(jiān)控；當(dāng)比對(duì)結(jié)果判定為異常，轉(zhuǎn)入診斷模塊的前向推理過(guò)程；
5、診斷模塊進(jìn)行故障特征前向推理，首先根據(jù)此故障的特征，從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索出規(guī)則，分析此特征參數(shù)相關(guān)聯(lián)的幾種故障，作進(jìn)一步診斷的候選故障集，即包含符此特征所有故障的類(lèi)型，性質(zhì)和程度；
6、診斷模塊對(duì)故障集進(jìn)行反向推理，首先對(duì)故障集的特征進(jìn)行分析，找出故障集中各個(gè)故障的不同之處，然后通過(guò)對(duì)不同之處進(jìn)行判別；
7、經(jīng)過(guò)上述過(guò)程后，系統(tǒng)確定故障原因并將判定結(jié)論輸出給近端監(jiān)控模塊和遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊，供技術(shù)人員參考并確定維修方案。
[0025]為了更加準(zhǔn)確的說(shuō)明上述方法的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程，以電機(jī)故障的檢測(cè)過(guò)程為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
1、安裝在攪拌主機(jī)電機(jī)上的振動(dòng)傳感器將所測(cè)量的電機(jī)振動(dòng)頻率數(shù)據(jù)發(fā)送到近端監(jiān)控豐吳塊；
2、近端監(jiān)控模塊將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到本地硬盤(pán)同時(shí)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到故障診斷模塊；
3、故障診斷模塊將接收到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，確定其振動(dòng)主導(dǎo)頻率，并與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)；
4、根據(jù)分析結(jié)果，確定電機(jī)是否發(fā)生故障，當(dāng)比對(duì)結(jié)果判定為正常，則不做處理并繼續(xù)監(jiān)控；當(dāng)比對(duì)結(jié)果判定為異常，轉(zhuǎn)入診斷模塊的前向推理過(guò)程；
5、診斷模塊對(duì)故障集進(jìn)行前向推理，首先根據(jù)此振動(dòng)故障的特征，從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索出規(guī)則，然后從振動(dòng)主導(dǎo)頻率、常伴頻率、振動(dòng)穩(wěn)定性、相位特征、振動(dòng)方向和轉(zhuǎn)子軌跡這6個(gè)方面進(jìn)行比對(duì)，推導(dǎo)出故障集，即包含符此特征所有故障的類(lèi)型，性質(zhì)和程度；
6、診斷模塊對(duì)故障集進(jìn)行反向推理，首先對(duì)故障集的特征進(jìn)行分析，找出故障集中各個(gè)故障的不同之處，然后通過(guò)對(duì)不同之處進(jìn)行判別；
7、經(jīng)過(guò)上述過(guò)程后，系統(tǒng)確定故障原因并將判定結(jié)論輸出給近端監(jiān)控模塊和遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊，供技術(shù)人員參考并確定維修方案。
[0026] 本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明提供的技術(shù)方案，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】
1.一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一臺(tái)混凝土攪拌站、近端監(jiān)控模塊、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊、遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊和故障診斷模塊，所述的近端監(jiān)控模塊包括至少一臺(tái)計(jì)算機(jī)；所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊包括GPRS無(wú)線收發(fā)模塊和GPS無(wú)線收發(fā)模塊，所述GPRS無(wú)線收發(fā)模塊通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)將近端監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)上傳到故障診斷模塊，所述GPS無(wú)線收發(fā)模塊能夠?qū)嚢枵镜牡乩砦恢眯畔l(fā)送到遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊；所述遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊包括遠(yuǎn)端監(jiān)控計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)端便攜式監(jiān)控設(shè)備；所述故障診斷模塊包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)模塊和診斷模塊；所述的遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊和故障診斷模塊通過(guò)以太網(wǎng)和因特網(wǎng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)庫(kù)模塊包括規(guī)則模塊、數(shù)據(jù)字典和故障類(lèi)型表。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)模塊包括知識(shí)規(guī)則維護(hù)模塊、數(shù)據(jù)字典合法性檢查模塊、規(guī)則合法性檢查模塊和故障合法性檢查模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷模塊包括前向推理模塊和反向推理模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1一4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述的遠(yuǎn)端便攜式監(jiān)控設(shè)備為智能手機(jī)或ipad。
6.一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 采集數(shù)據(jù)； 存儲(chǔ)并上傳數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)分析； 判斷是否發(fā)生故障，若否，返回第一步，若是，進(jìn)入下一步； 前向推理； 反向推理； 輸出結(jié)論。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)包括以下信息中的一種或多種:稱重傳感器數(shù)據(jù)、生產(chǎn)流程參數(shù)、攪拌站生產(chǎn)軟件報(bào)警信息、地理位置信息、攪拌站生產(chǎn)數(shù)據(jù)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析的具體過(guò)程為:故障診斷系統(tǒng)將接收到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)結(jié)合其歷史狀況對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，特征提取。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷方法，其特征在于，所述前向推理的具體過(guò)程為:根據(jù)故障的特征，從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索出規(guī)則，分析此特征參數(shù)相關(guān)聯(lián)的幾種故障，作進(jìn)一步診斷的候選故障集，即包含符此特征所有故障的類(lèi)型，性質(zhì)和程度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種混凝土攪拌站遠(yuǎn)程故障診斷方法，其特征在于，所述反向推理的具體過(guò)程為:對(duì)故障集的特征進(jìn)行分析，找出故障集中各個(gè)故障的不同之處，通過(guò)對(duì)不同之處進(jìn)行判別，確定故障原因。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK103901878SQ201410115274
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】陳自云, 王成續(xù), 劉澍宏, 鄒明 申請(qǐng)人:山推建友機(jī)械股份有限公司