專利名稱：行車吊運(yùn)狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)及故障診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種行車吊運(yùn)狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)及故障診斷方法，該方法能準(zhǔn)確記錄物料 重量、行車吊運(yùn)狀態(tài)的變化，對(duì)稱重傳感器裝置能進(jìn)行有效的故障檢測(cè)，為行車的全自動(dòng)化 作業(yè)創(chuàng)造條件。
背景技術(shù)：
行車是物料庫區(qū)執(zhí)行生產(chǎn)物料運(yùn)輸及出入庫任務(wù)的重要生產(chǎn)工具?，F(xiàn)有的行車自 動(dòng)化程度較低，不能準(zhǔn)確可靠的得到吊運(yùn)物料的重量信息和吊運(yùn)狀態(tài)，已經(jīng)成為了行車全 自動(dòng)化作業(yè)的一大技術(shù)瓶頸。單一的稱重傳感器在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境下易損壞失效，抗干擾能力差，工作壽命短。 一旦損壞就會(huì)使重量信息出錯(cuò)，從而給行車操作帶來潛在危險(xiǎn)。利用單一的電流傳感器來 檢測(cè)重量，由于精度不夠不能提供準(zhǔn)確的重量信息。同時(shí)行車吊鉤在吊運(yùn)物料時(shí)往往有試 吊或者調(diào)整吊鉤位置的動(dòng)作，此時(shí)都會(huì)產(chǎn)生傳感器信號(hào)的抖動(dòng)，單一的傳感器對(duì)于這樣的 瞬時(shí)信號(hào)很難去判斷是吊起還是放下動(dòng)作。因此單一傳感器方式的稱重裝置，由于其可靠 性差，故障不易識(shí)別等原因不能提高庫區(qū)管理的自動(dòng)化程度。行車主鉤電機(jī)電流在吊起、放下物料時(shí)有明顯不同的區(qū)間，根據(jù)這一個(gè)特性可以 輔助判斷吊起、放下操作。與稱重傳感器的配合使用還能增加冗余，對(duì)故障進(jìn)行有效報(bào)警。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題為了提高吊運(yùn)狀態(tài)信息識(shí)別的準(zhǔn)確性，增加重量信息和吊運(yùn)狀態(tài)識(shí)別 的可靠性和稱重裝置的可維護(hù)性。本發(fā)明提供一種行車吊運(yùn)狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)及故障診斷方 法，在稱重裝置正常運(yùn)行的情況下，不需人工干預(yù)就能自動(dòng)判斷物料重量信息和行車吊運(yùn) 狀態(tài)，并且在稱重或電流傳感器有故障時(shí)及時(shí)報(bào)警。技術(shù)方案本發(fā)明的行車吊運(yùn)狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)及故障診斷方法具體包括步驟如下步驟一在行車吊運(yùn)狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)離線狀態(tài)下用不同標(biāo)準(zhǔn)重量物料進(jìn)行吊 起、放下操作，通過對(duì)稱重傳感器和電流傳感器進(jìn)行采集，得到多個(gè)物料重量Wk和對(duì)應(yīng)的吊 起電流Iuk、放下電流Idk或者穩(wěn)定電流Isk，利用最小二乘法進(jìn)行擬合得到物料重量與不同 吊運(yùn)狀態(tài)下電流的重量-電流預(yù)估模型；步驟二 在線實(shí)際測(cè)量中對(duì)連續(xù)多次電流和重量信息用中位值平均濾波法進(jìn)行濾 波；步驟三通過對(duì)實(shí)際在線操作中，吊運(yùn)某一物料時(shí)持續(xù)穩(wěn)定電流和重量_電流預(yù) 估模型下該重量下不同吊運(yùn)狀態(tài)電流區(qū)間的智能比較分析，準(zhǔn)確的判斷行車吊起、放下狀 態(tài)，并且在稱重或電流傳感器出故障時(shí)及時(shí)報(bào)錯(cuò)；步驟四顯示重量信息、吊運(yùn)狀態(tài)，或故障報(bào)警。所述的中位值平均濾波法對(duì)于連續(xù)采樣的N個(gè)數(shù)據(jù)，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小 值，然后計(jì)算N-2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。
所述的物料重量Wk和吊起電流Iuk通過最小二乘法擬合公式擬合得到Γ uk = %wk+ai，其中a(l和ai是擬合系數(shù)，擬合曲線與吊起電流Iuk的最大測(cè)量誤差為Ιλ_χ，可以預(yù) 估出在物料重量Wk時(shí)，吊起電流模型區(qū)間為I' Λ±Ιλ_χ。所述的物料重量Wk和放下電流Idk通過最小二乘法擬合公式擬合得到Γ dk = a2Wk+a3，其中a2和a3是擬合系數(shù)，擬合曲線與放下電流Idk的最大測(cè)量誤差為IAdfflax，可以預(yù) 估出在物料重量Wk時(shí)，放下電流模型區(qū)間為I' dk±IAdmax。吊運(yùn)某一物料時(shí)，當(dāng)在垂直方向靜止時(shí)，電流基本不變?yōu)镮sk，進(jìn)行多次測(cè)量后得到 平均電流為r sk，平均電流與垂直方向靜止電流Isk的最大測(cè)量誤差為Ιλ_χ，可以預(yù)估出 垂直方向靜止時(shí)，其電流區(qū)間為Γ sk±Ixsmax。所述在線實(shí)際測(cè)量過程中，得到物料重量信息Wtl和對(duì)應(yīng)的電流信息Itl，在擬合得 到的重量-電流預(yù)估模型中將Itl與模型中Wtl對(duì)應(yīng)的電流區(qū)間進(jìn)行比較，如果Ici e I' sk±IAsmax，則不作處理，等待下一次測(cè)量值，如果I。G I' dk±I^ax，則顯示放下狀態(tài)，如果Itl落在吊起電流區(qū)間Γ Λ±Ιλ_χ，則顯示吊起狀態(tài)，如果Itl都不在這兩個(gè)區(qū)間，當(dāng)Itl更靠近Γ dk，并且|Ι。-Γ dk|/r dk<a，其中 α根據(jù)工程實(shí)際確定，顯示放下狀態(tài)，同時(shí)記錄該類情況次數(shù)，當(dāng)達(dá)到一定次數(shù)時(shí)顯示報(bào)警 信息；否則當(dāng)IlcrI' dJ/I' dk> a，顯示稱重或電流傳感器故障需檢修，如果Itl更靠近Γ uk，并且Iltl-I' Uk|/I' a，顯示放下狀態(tài)，同時(shí)記錄該類 情況次數(shù)，當(dāng)達(dá)到一定次數(shù)時(shí)顯示報(bào)警信息；否則當(dāng)Iici-I' Ukl/I' Λ>α，顯示稱重或電 流傳感器故障需檢修，從而自動(dòng)判斷是吊起/放下操作，并且在稱重或電流傳感器出故障時(shí)及時(shí)報(bào)錯(cuò)。有益效果該方法采用稱重傳感器檢測(cè)物料重量信息，電流傳感器檢測(cè)行車主鉤 電機(jī)電流信息。行車終端軟件采集上述兩種傳感器獲取的多組樣本后，采用最小二乘法進(jìn) 行擬合得到重量-電流預(yù)估模型。在行車吊運(yùn)過程中，對(duì)檢測(cè)到的物料重量、對(duì)應(yīng)主鉤電流 進(jìn)行中位值平均濾波后，根據(jù)重量_電流預(yù)估模型進(jìn)行智能分析，得到準(zhǔn)確的行車吊運(yùn)物 料重量信息、吊運(yùn)狀態(tài)，并且在稱重或電流傳感器故障時(shí)及時(shí)報(bào)警，提高行車吊運(yùn)狀態(tài)監(jiān)測(cè) 的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，避免了吊鉤試吊造成的誤差。發(fā)明中涉及的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)能彌補(bǔ)人員 操作庫區(qū)的隨機(jī)性、零亂性，為實(shí)現(xiàn)行車全自動(dòng)作業(yè)提供技術(shù)基礎(chǔ)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明軟件流程圖。圖2是本發(fā)明所涉及行車俯視示意圖。圖3是本發(fā)明所涉及重量_電流模型擬合算法流程圖。圖4是本發(fā)明所涉及智能分析子程序流程圖。圖中有行車大車1、行車小車2、行車工操作室3、行車吊鉤4、稱重傳感器5、電流 傳感器6。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1所示為本發(fā)明的數(shù)據(jù)流圖，該方法采用稱重傳感器檢測(cè)物料重量信息，電流 傳感器檢測(cè)行車主鉤電機(jī)電流信息。行車終端軟件采集上述兩種傳感器獲取的多組樣本 后，采用最小二乘法進(jìn)行擬合得到重量-電流預(yù)估模型。在行車吊運(yùn)過程中，對(duì)檢測(cè)到的物 料重量、對(duì)應(yīng)主鉤電流進(jìn)行中位值平均濾波后，根據(jù)重量_電流預(yù)估模型進(jìn)行智能分析，得 到準(zhǔn)確的行車吊運(yùn)物料重量信息、吊運(yùn)狀態(tài)，并且在稱重或電流傳感器故障時(shí)及時(shí)報(bào)警。本發(fā)明所涉及的行車結(jié)構(gòu)如圖2所示。物料庫區(qū)行車主要由行車大車1、行車小車 2、行車工操作室3、行車吊鉤4等部分組成。稱重傳感器5安裝在吊鉤處，電流傳感器6安 裝在行車主鉤電機(jī)處，兩個(gè)傳感器數(shù)據(jù)與擬合得到的重量_電流預(yù)估模型進(jìn)行比較得到行 車吊起/放下動(dòng)作。當(dāng)行車吊運(yùn)物料時(shí)，根據(jù)行車大車小車的位置信息和本發(fā)明確定的重量 信息、行車狀態(tài)信息就可以自動(dòng)確定行車的操作，從而為行車的全自動(dòng)作業(yè)提供技術(shù)基礎(chǔ)。圖3所示為本發(fā)明重量_電流擬合流程圖，通過多次采樣得到物料重量和對(duì)應(yīng)電 流。利用擬合公式(1)和(2)得到重量-電流預(yù)估模型Γ xk = a0ff' k+ai。對(duì)于不同的k， 計(jì)算出最大測(cè)量誤差Δ Ixk= Ixk-I' xk，比較得出|AIxk|中最大值記為IxAmax，其中1為1! 時(shí)表示吊起電流最大測(cè)量誤差，當(dāng)χ為d時(shí)表示放下電流最大測(cè)量誤差。因此對(duì)于不同物 料重量Wk，其電流可以預(yù)估為I' xk±IxAmax。具體到吊起電流表示為Γ uk±^_x，放下電 流為Γ Λ士IAdmax，垂直方向靜止電流為Γ sk±IAsmax。
權(quán)利要求
一種行車吊運(yùn)狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)及故障診斷方法，其特征在于該方法具體包括步驟如下步驟一在行車吊運(yùn)狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)離線狀態(tài)下用不同標(biāo)準(zhǔn)重量物料進(jìn)行吊起、放下操作，通過對(duì)稱重傳感器和電流傳感器進(jìn)行采集，得到多個(gè)物料重量Wk和對(duì)應(yīng)的吊起電流Iuk、放下電流Idk或者穩(wěn)定電流Isk，利用最小二乘法進(jìn)行擬合得到物料重量與不同吊運(yùn)狀態(tài)下電流的重量 電流預(yù)估模型；步驟二在線實(shí)際測(cè)量中對(duì)連續(xù)多次電流和重量信息用中位值平均濾波法進(jìn)行濾波；步驟三通過對(duì)實(shí)際在線操作中，吊運(yùn)某一物料時(shí)持續(xù)穩(wěn)定電流和重量 電流預(yù)估模型下該重量下不同吊運(yùn)狀態(tài)電流區(qū)間的智能比較分析，準(zhǔn)確的判斷行車吊起、放下狀態(tài)，并且在稱重或電流傳感器出故障時(shí)及時(shí)報(bào)錯(cuò)；步驟四顯示重量信息、吊運(yùn)狀態(tài)，或故障報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行車吊運(yùn)狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)及故障診斷方法，其特征是所述的中 位值平均濾波法對(duì)于連續(xù)采樣的N個(gè)數(shù)據(jù)，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值，然后計(jì)算N-2個(gè) 數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行車吊運(yùn)狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)及故障診斷方法，其特征是所述的 物料重量Wk和吊起電流Iuk通過最小二乘法擬合公式擬合得到Γ uk = a(lWk+ai，其中aQ和 ^是擬合系數(shù)，擬合曲線與吊起電流Iuk的最大測(cè)量誤差為I λ_χ，可以預(yù)估出在物料重量Wk 時(shí)，吊起電流模型區(qū)間為Γ Λ±Ιλ_。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行車吊運(yùn)狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)及故障診斷方法，其特征是所述的 物料重量Wk和放下電流Idk通過最小二乘法擬合公式擬合得到Γ dk = a2Wk+a3，其中％和 a3是擬合系數(shù)，擬合曲線與放下電流Idk的最大測(cè)量誤差為IAdmax，可以預(yù)估出在物料重量Wk 時(shí)，放下電流模型區(qū)間為Γ λ士Ixdmax。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行車吊運(yùn)狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)及故障診斷方法，其特征是吊運(yùn) 某一物料時(shí)，當(dāng)在垂直方向靜止時(shí)，電流基本不變?yōu)镮sk，進(jìn)行多次測(cè)量后得到平均電流為 I' sk，平均電流與垂直方向靜止電流Isk的最大測(cè)量誤差為Lsmax，可以預(yù)估出垂直方向靜 止時(shí)，其電流區(qū)間為Γ sk±Ixsmax。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行車吊運(yùn)狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)及故障診斷方法，其特征是所述在 線實(shí)際測(cè)量過程中，得到物料重量信息Wtl和對(duì)應(yīng)的電流信息Itl，在擬合得到的重量-電流 預(yù)估模型中將Itl與模型中Wtl對(duì)應(yīng)的電流區(qū)間進(jìn)行比較，如果Itl e I' sk±IAsmax，則不作處理，等待下一次測(cè)量值，如果I。e I' λ士IAdmax，則顯示放下狀態(tài)，如果Itl落在吊起電流區(qū)間Γ us±I;^ax，則顯示吊起狀態(tài)，如果Itl都不在這兩個(gè)區(qū)間，當(dāng)Ici更靠近I' dk，并且|I。-I' dkl/I' Λ彡α，其中α 根據(jù)工程實(shí)際確定，顯示放下狀態(tài)，同時(shí)記錄該類情況次數(shù)，當(dāng)達(dá)到一定次數(shù)時(shí)顯示報(bào)警信 息；否則當(dāng)Ilci-I' dJ/I' dk> α，顯示稱重或電流傳感器故障需檢修，如果Itl更靠近Γ uk，并且|Ι。-Γ ukl/I' uk彡α，顯示放下狀態(tài)，同時(shí)記錄該類情況 次數(shù)，當(dāng)達(dá)到一定次數(shù)時(shí)顯示報(bào)警信息；否則當(dāng)Ilci-I' uk|/r Λ> α，顯示稱重或電流傳 感器故障需檢修，從而自動(dòng)判斷是吊起/放下操作，并且在稱重或電流傳感器出故障時(shí)及時(shí)報(bào)錯(cuò)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種行車吊運(yùn)狀態(tài)自動(dòng)檢測(cè)及故障診斷方法。該方法采用稱重傳感器檢測(cè)物料重量信息，電流傳感器檢測(cè)行車主鉤電機(jī)電流信息。行車終端軟件采集上述兩種傳感器獲取的多組樣本后，采用最小二乘法進(jìn)行擬合得到重量-電流預(yù)估模型。在行車吊運(yùn)過程中，對(duì)檢測(cè)到的物料重量、對(duì)應(yīng)主鉤電流進(jìn)行中位值濾波后，根據(jù)重量-電流預(yù)估模型進(jìn)行智能分析，得到準(zhǔn)確的行車吊運(yùn)物料重量信息、吊運(yùn)狀態(tài)，并且在稱重或電流傳感器故障時(shí)及時(shí)報(bào)警，提高行車吊運(yùn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。本發(fā)明中涉及的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)能彌補(bǔ)人員操作庫區(qū)的隨機(jī)性、零亂性，為實(shí)現(xiàn)行車全自動(dòng)作業(yè)創(chuàng)造條件。
文檔編號(hào)B66C15/00GK101941649SQ20101027105
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者方仕雄, 李奇, 童國道, 錢艷平, 陳培 申請(qǐng)人:東南大學(xué)