CN103422525A - 地下铲运机的故障智能诊断监视系统 - Google Patents

地下铲运机的故障智能诊断监视系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地下铲运机的故障诊断智能监视系统,其特点是,包括发动机故障诊断系统、变速箱故障诊断系统及整车电液控制故障诊断系统;发动机采用发动机智能控制器EMR实现人机对话,对发动机的各项参数进行调整和故障检测,同时通过CAN总线将各种参数和故障现象显示在智能显示器LED屏上;变速箱故障诊断通过变速箱智能控制器APC122将变速箱的各种故障和运行状态进行检测,同时通过CAN总线在智能显示器LED屏上显示;全车电液控制故障诊断利用中央处理器CPU对整机各种状态进行CAN总线通讯、检测和诊断,同时通过CAN总线在智能显示器LED屏上显示;能够监测发动机、变速箱、整机液压系统的运行状态,并在发动机、变速箱、整机液压系统出现故障时能够迅速查明故障点。

Description

地下铲运机的故障智能诊断监视系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种地下铲运机的故障诊断监视系统,包括发动机、变速箱、全车电液控制故障诊断及显示,属矿山机械设备。
背景技术
[0002]目前,地下矿山使用的铲运机的发动机、变速箱、整机液压系统都不带故障智能诊断监视功能,当发动机、变速箱、整机液压系统出现故障时,所有的故障现象、运行状态信号以指示灯或通过仪表显示的方法来表现,不能利用检测的信号在显示的同时对发动机进行运行干预,即发动机只要运行,即便有故障,也不能停止,对发动机不能起到保护作用;变速档位采用机械连杆装置,无法显示整机的行驶速度和档位状态,容易误操作;液压系统只反映了制动压力和回油滤油的报警,由于空间所限,并没有完全显示其它,例:工作、转向等压力。当要排除故障时,完全靠人工判断,有时需用排除法逐项排除,费工费力。
发明内容
[0003] 本发明的目的是克服上述已有技术的不足,而提供一种地下铲运机的故障智能诊断监视系统,主要解决现有的铲运机排除故障时,完全靠人工判断,有时需用排除法逐项排除,费工费力等问题
本发明的技术方案是:一种地下铲运机的故障诊断智能监视系统,其特殊之处在于,包括发动机故障诊断系统、变速箱故障诊断系统及整车电液控制故障诊断系统;
所述的发动机故障诊断系统包括机油压力、机油温度、缸头温度、发动机转速故障诊
断;
所述的变速箱故障诊断系统包括变矩器油温、轮毂转速、变矩器泵轮转速故障诊断;所述的整车电液控制故障诊断系统包括制动油压、转向油压、工作油压、燃油油位、工作系统回油滤油压力、制动系统滤油压力、工作系统滤油压力、蓄能器压力故障诊断。
[0004] 进一步的,所述的发动机故障诊断系统由发动机智能控制器EMR、输入输出接口D5/XX.2、输入输出接口 D5/XX.1、分接口 X17.1、机油温度传感器、转速传感器、缸盖温度传感器、空气增压传感器、机油压力传感器、分接口 X17.2、废气再循环阀、控制器电控输出、进油阀预热继电器、废气循环继电器、进油阀、分接口 X23、发动机故障按钮、发动机故障指示灯、发动机CAN总线输出接口、发动机故障诊断输出接口 X22组成;所述的发动机智能控制器EMR上设输入输出接口 D5/XX.2、输入输出接口 D5/XX.1,输入输出接口 D5/XX.1上设分接口 X17.1、分接口 X17.2和分接口 X23 ;分接口 X17.1分别与机油温度传感器、转速传感器、缸盖温度传感器、空气增压传感器、机油压力传感器连接;分接口 X17.2分别与废气再循环阀、控制器电控输出连接;分接口 X23分别与进油阀预热继电器、废气循环继电器、进油阀连接;输入输出接口 D5/XX.2分别与发动机故障按钮、发动机故障指示灯、发动机CAN总线输出接口、发动机故障诊断输出接口 X22连接。
[0005] 进一步的,所述的变速箱故障诊断系统由变矩器油温传感器、离合器压力传感器、轮毂转速传感器、变矩器泵轮转速传感器、CAN总线输出接口、变速箱智能控制器APC122、变速箱故障检测仪RD120组成;所述的变速箱智能控制器APC122分别与变矩器油温传感器、离合器压力传感器、轮毂转速传感器、变矩器泵轮转速传感器、CAN总线输出接口、变速箱故障检测仪RD120连接。
[0006] 进一步的,所述的整车电液控制故障诊断系统由行走制动常开压力开关1、行走制动比例阀1、行走制动比例阀2、制动压力传感器、转向油压传感器、工作油压传感器、发动机总线信号、燃油油位传感器、中央处理器CPU(L)、变速箱总线信号、智能显示器、驻车制动常开压力开关、行走制动常开压力开关2、中央处理器CPU (R)、遥控接收器、工作系统回油滤网堵塞、制动系统压力油滤网堵塞、工作系统压力油滤网堵塞、蓄能器压力传感器组成;所述的中央处理器CPU (L)分别与行走制动比例阀1、行走制动比例阀2、制动压力传感器、转向油压传感器、工作油压传感器、发动机总线信号、燃油油位传感器、变速箱总线信号连接;所述的中央处理器CPU (R)分别与行走制动常开压力开关1、智能显示器、驻车制动常开压力开关、行走制动常开压力开关2、遥控接收器、工作系统回油滤网堵塞、制动系统压力油滤网堵塞、工作系统压力油滤网堵塞、蓄能器压力传感器连接。
[0007] 本发明所述的一种地下铲运机的故障诊断智能监视系统,其诊断原理为:
发动机故障诊断:发动机采用电控发动机EMR智能控制器,智能控制器EMR能实现人机对话,对发动机的各项参数进行调整和故障诊断,同时通过CAN总线将各种参数和故障现象显示在智能显示器LED屏上:当发动机工作时,发动机的油温、转速、缸盖温度、机油压力的信号通过发动机控制器EMR的X17.1接口传到发动机控制器EMR的D5/XX.1接口中,与发动机控制器EMR内部设定门限数值进行对比后,通过发动机控制器EMR的D5/XX.2接口中的CAN总线将信号传送到整机中央处理器CPU中,中央处理器CPU判断发动机的运行状态,同时将信号传递到智能显示器LED屏上,对发动机的油温、转速、缸盖温度、机油压力进行显示。当发动机的油温、缸盖温度、机油压力超过设定门限下限时故障报警,超过设定门限上限时自动停机,相应的故障将通过发动机控制器EMR的D5/XX.2接口中的CAN总线将信号传送到整机中央处理器CPU中,中央处理器CPU判断发动机的运行状态,同时将信号传递到智能显示器LED屏上显示,故障的判断非常准确,可针对明确的故障进行排除。发动机故障诊断输出接口还可通过专用的发动机识别程序,看到发动机的各种工作状态和发动机的故障,并且能够人机对话调整发动机智能控制器EMR内部的各种设定门限参数。
[0008] 变速箱故障诊断:变速箱采用变速箱智能控制器APC122对变速箱的各种工作参数和故障现象进行诊断,并通过CAN总线传送到中央处理器CPU和智能显示器LED屏上进行显示:当变速箱工作时,变矩器油温、离合器压力、泵轮转速、轮毂转速通过数据线传送到APC122控制器中,与APC122内部设定门限数值进行对比后,通过CAN总线将信号传送到整机中央处理器CPU中,同时将信号传递到智能显示器LED屏上,对变矩器油温、离合器压力、泵轮转速、轮毂转速进行显示,超出设定门限下限时故障报警,超出设定门限上限时自动保护。相应的故障将显示在智能显示器LED屏上,故障的判断非常准确,可针对明确的故障进行排除。变速箱故障还可通过RD-120故障检测仪单独对变速箱的各种故障和运行状态显示,不通过CAN总线和智能显示器LED屏。
[0009] 全车电液控制故障诊断:工作油压、转向油压、制动油压传感器对检测到的信号通过数据线传送到中央处理器CPU中,与中央处理器CPU中的设定门限进行对比,超出设定门限下限时故障报警,超出设定门限上限时自动保护,相应的故障将显示在智能显示器LED屏上;工作系统回油滤油报警、工作压力油报警等开关信号通过数据线传到中央处理器CPU中,通过CAN总线在智能显示器LED屏上显示,故障的判断非常准确,可针对明确的故障进行排除。
[0010] 本发明的一种地下铲运机的故障诊断智能监视系统与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步,能够通过中央处理器CPU与发动机智能控制器和变速箱智能控制器之间的CAN总线通讯对发动机、变速箱的运行状态进行实时数据对比和监测,并将检测数据结果显示在智能显示器上;在发动机、变速箱、整机液压系统出现故障时能够迅速指明故障点并报警,可以实现对故障的准确判断,提高了故障诊断的准确度,解决了传统的靠人工判断的方式,同时在故障扩大前对整机予以保护。
[0011] 附图说明:
图1是发动机故障诊断原理图;
图2是变速箱故障检测原理图;
图3是整车电液控制故障诊断原理图。
[0012] 图面说明:
I发动机智能控制器EMR、2输入输出接口 D5/XX.2、3输入输出接口 D5/XX.1、4分接口X17.1、5机油温度传感器、6转速传感器、7缸盖温度传感器、8空气增压传感器、9机油压力传感器、10分接口 X17.2、11气再循环阀、12控制器电控输出、13进油阀预热继电器、14废气循环继电器、15进油阀、16分接口 X23、17发动机故障按钮、18发动机故障指示灯、19发动机CAN总线输出接口、20发动机故障诊断输出接口 X22、21变矩器油温传感器、22离合器压力传感器、23轮毂转速传感器、24变矩器泵轮转速传感器、25CAN总线输出接口、26变速箱智能控制器APC122、27变速箱故障检测仪RD120、31行走制动常开压力开关1、32行走制动比例阀1、33行走制动比例阀2、34制动压力传感器、35转向油压传感器、36工作油压传感器、37发动机总线信号、38燃油油位传感器、39中央处理器CPU(L)、40变速箱总线信号、41智能显示器、42驻车制动常开压力开关、43行走制动常开压力开关2、44中央处理器CPU(R)、45遥控接收器、46工作系统回油滤网堵塞、47制动系统压力油滤网堵塞、48工作系统压力油滤网堵塞、49蓄能器压力传感器。
[0013] 具体实施方式:
下面结合附图及实施例对本发明做详细地解释说明;所举实施例仅用于解释本发明,并非用于限制本发明的范围。
[0014] 实施例1,参见图1、2、3,发动机智能控制器EMR I上有输入输出接口 D5/XX.22、输入输出接口 D5/XX.1 3,输入输出接口 D5/XX.1 3上有分接口 X17.1 4、分接口 X17.210和分接口 X23 16 ;将分接口 X17.1 4分别与机油温度传感器5、转速传感器6、缸盖温度传感器7、空气增压传感器8、机油压力传感器9连接;将分接口 X17.2 10分别与废气再循环阀11、控制器电控输出12连接;分接口 X23 16分别与进油阀预热继电器13、废气循环继电器14、进油阀15连接;将输入输出接口 D5/XX.2 2分别与发动机故障按钮17、发动机故障指示灯18、发动机CAN总线输出接口 19、发动机故障诊断输出接口 X22 20连接;形成发动机故障诊断系统;
将变速箱智能控制器APC122 26分别与变矩器油温传感器21、离合器压力传感器22、轮毂转速传感器23、变矩器泵轮转速传感器24、CAN总线输出接口 25、变速箱故障检测仪RD120 27连接;形成变速箱故障诊断系统;
将中央处理器CPU (L) 39分别与行走制动比例阀I 32、行走制动比例阀2 33、制动压力传感器34、转向油压传感器35、工作油压传感器36、发动机总线信号37、燃油油位传感器38、变速箱总线信号40连接;将中央处理器CPU(R)44分别与行走制动常开压力开关I 31、智能显示器41、驻车制动常开压力开关42、行走制动常开压力开关2 43、遥控接收器45、工作系统回油滤网堵塞46、制动系统压力油滤网堵塞47、工作系统压力油滤网堵塞48、蓄能器压力传感器49连接;形成全车电液控制故障诊断系统。
[0015] 采用上述实施例的故障诊断系统,其故障诊断如下:
1、发动机故障诊断:
机油温度传感器将采集到的发动机实时温度数据通过分接口 X17.1的5号、9号插针连接到输入输出接口 D5/XX.1的9号、8号插针输入到发动机智能控制器EMR ;转速传感器将采集到的发动机实时转速数据通过分接口 X17.1的13号、14号插针连接到输入输出接口D5/XX.1的12号、13号插针输入到发动机智能控制器EMR ;缸盖温度传感器将采集到的发动机实时缸盖温度数据通过分接口 X17.1的11号、10号插针连接到输入输出接口 D5/XX.1的4号、23号插针输入到发动机智能控制器EMR ;机油压力传感器将采集到的发动机实时机油压力数据通过分接口 X17.1的8号、7号、3号插针连接到输入输出接口 D5/XX.1的20号、21号、22号插针输入到发动机智能控制器EMR ;机油温度传感器、转速传感器、缸盖温度传感器、机油压力传感器采集到的数据信号与智能控制器EMR内部设定门限数值进行对比后,经过智能控制器EMR的D5/XX.2接口中的D5.2:12、D5.2:13插针,通过CAN总线将信号传送到整机中央处理器CPU(L)的CAN1.1 (见附图3),中央处理器CPU判断发动机的运行状态,同时通过中央处理器CPU(R)的CAN2.1将信号传递到智能显示器LED屏上(见附图3),对发动机的机油温度、转速、缸盖温度、机油压力进行显示。当发动机的油温、缸盖温度、机油压力超过设定门限下限时报警,超过设定门限上限时自动停机,相应的故障将显示在智能显示器LED屏上,故障的判断非常准确,可针对明确的故障进行排除。发动机故障诊断输出接口 X22通过插针D5.2.02、D5.2.11、D5.2.10、D5.2.13和电源QPl.3与外接电脑连接,通过专用的发动机识别程序,看到发动机的工作状态和发动机的故障,并且能够人机对话调整发动机控制器EMR内部的各种参数。发动机的故障诊断还可通过发动机故障按钮实现:当发动机出现故障时,按发动机故障按钮2秒以上,发动机故障指示灯将会闪烁,根据闪烁的次数,对照故障代码,判断发动机故障。
[0016] 2.变速箱故障诊断:
变矩器油温传感器将采集到的变矩器实时温度数据通过变速箱智能控制器APC122分接口中的28、29插针输入到变速箱智能控制器APC122 ;离合器压力传感器将采集到的离合器实时压力数据通过变速箱智能控制器APC122分接口中的15、25、24插针输入到变速箱智能控制器APC122;轮毂转速传感器将采集到的变速箱实时轮毂转速数据通过变速箱智能控制器APC122分接口中的11、12插针输入到变速箱智能控制器APC122;变矩器泵轮转速传感器将采集到的变矩器泵轮实时转速数据通过变速箱智能控制器APC122分接口中的09,10插针输入到变速箱智能控制器APC122。变矩器油温传感器离合器压力传感器轮毂转速传感器发动机转速传感器采集到的数据信号与变速箱智能控制器APC122内部设定门限数值进行对比后,通过变速箱智能控制器APC122分接口中的22、23、36插针将CAN总线信号传送到整机中央处理器CPU的CAN1.2 (见附图3),中央处理器CPU判断变速箱的运行状态,同时将信号通过中央处理器CPU的CAN2.1 (见附图3),传递到智能显示器LED屏上,对变矩器油温、离合器压力、轮毂转速、变矩器泵轮转速进行显示。当变矩器油温、离合器压力、轮毂转速、变矩器泵轮转速、超过设定门限下限时报警,超过设定门限上限时则使变速箱停止工作,相应的故障将显示在智能显示器LED屏上,故障的判断非常准确,可针对明确的故障进行排除。通过输出接口中的08、36、51插针外接有变速箱故障诊断仪RD120,当变速箱出现故障时,故障诊断仪RD120从变速箱智能控制器APC122内部获取信号,对照故障代码,诊断变速箱各种故障。并且故障诊断仪RD120可以显示变速箱的各种实时数据。[0017] 3、整车电液控制故障诊断:
行走制动比例阀1、行走制动比例阀2将采集到的制动压力通过中央处理器CPU (L)中的分接口 48、49输入到中央处理器CPU中由中央处理器CPU利用内部设定门限对行走制动压力进行判断决定输出制动压力的高低,同时中央处理器CPU对行走制动比例阀1、行走制动比例阀2的工作状态进行检测,出现故障时进行保护并通过智能显示器进行显示。制动压力传感器、转向油压传感器、工作油压传感器、燃油油位传感器将检测到的制动压力、转向油压、工作油压、燃油油位的实时数据。通过中央处理器CPU (L)中的分接口 24、23、22、07输入到中央处理器CPU中由中央处理器CPU利用内部设定门限对制动压力、转向油压、工作油压、燃油油位进行对比。同时中央处理器CPU对制动压力传感器、转向油压传感器、工作油压传感器、燃油油位传感器的工作状态进行检测,出现故障时进行保护并通过智能显示器进行显示。发动机总线信号、变速箱总线信号智能显示器、遥控接收器将接受到的总线信号分别经中央处理器CPU (L)的11、12、30、31 ;中央处理器CPU (R)的11、12、30、31输入到中央处理器CPU中由中央处理器CPU对各路总线信号进行分析判断后对各路控制器进行控制并通过智能显示器进行显示。驻车制动常开压力开关将采集到的驻车制动压力通过中央处理器CPU (R)的中的分接口 09输入到中央处理器CPU中,由中央处理器CPU对该信号进行分析判断后对驻车制动进行控制。行走制动常开压力开关1、行走制动常开压力开关2将采集到的行走制动压力通过中央处理器CPU (R)的中的分接口 10、27输入到中央处理器CPU中,由中央处理器CPU对该信号进行分析判断后对行走制动进行控制并通过智能显示器显示。工作系统回油滤网堵塞、制动系统压力油滤网堵塞、工作系统压力油滤网堵塞、蓄能器压力传感器将采集到的工作系统回油滤油、制动系统压力滤油、工作系统压力滤油、蓄能器压力的实时数据通过中央处理器CPU (R)的中的分接口 40、41、43、46输入到中央处理器CPU中,由中央处理器CPU对该信号进行分析判断后,通过智能显示器进行显示和报警。

Claims (4)

1.一种地下铲运机的故障诊断智能监视系统,其特征在于,包括发动机故障诊断系统、变速箱故障诊断系统及整车电液控制故障诊断系统; 所述的发动机故障诊断系统包括机油压力、机油温度、缸头温度、发动机转速故障诊断; 所述的变速箱故障诊断系统包括变矩器油温、轮毂转速、变矩器泵轮转速故障诊断; 所述的整车电液控制故障诊断系统包括制动油压、转向油压、工作油压、燃油油位、工作系统回油滤油压力、制动系统滤油压力、工作系统滤油。
2.根据权利要求1所述的一种地下铲运机的故障诊断智能监视系统,其特征在于,所述的发动机故障诊断系统由发动机智能控制器EMR (I)、输入输出接口 D5/XX.2 (2)、输入输出接口 D5/XX.1 (3)、分接口 X17.1 (4)、机油温度传感器(5)、转速传感器(6)、缸盖温度传感器(7)、空气增压传感器(8)、机油压力传感器(9)、分接口 X17.2 (10)、废气再循环阀(11)、控制器电控输出(12)、进油阀预热继电器(13)、废气循环继电器(14)、进油阀(15)、分接口 X23 (16)、发动机故障按钮(17)、发动机故障指示灯(18)、发动机CAN总线输出接口(19)、发动机故障诊断输出接口 X22 (20)组成;所述的发动机智能控制器EMR (I)上设输入输出接口 D5/XX.2 ( 2)、输入输出接口 D5/XX.1 (3),输入输出接口 D5/XX.1 (3)上设分接ΠΧ17.1 (4)、分接口 X17.2 (10)和分接口 X23 (16);分接口 X17.1 (4)分别与机油温度传感器(5)、转速传感器(6)、缸盖温度传感器(7)、空气增压传感器(8)、机油压力传感器(9)连接;分接口 X17.2 (10)分别与废气再循环阀(11)、控制器电控输出(12)连接;分接口 X23 (16)分别与进油阀预热继电器(13)、废气循环继电器(14)、进油阀(15)连接;输入输出接口 D5/XX.2 (2)分别与发动机故障按钮(17)、发动机故障指示灯(18)、发动机CAN总线输出接口(19)、发动机故障诊断输出接口 X22 (20)连接。
3.根据权利要求1所述的一种地下铲运机的故障诊断智能监视系统,其特征在于,所述的变速箱故障诊断系统由变矩器油温传感器(21)、离合器压力传感器(22)、轮毂转速传感器(23 )、变矩器泵轮转速传感器(24 )、CAN总线输出接口( 25 )、变速箱智能控制器APCl22(26)、变速箱故障检测仪RD120 (27)组成;所述的变速箱智能控制器APC122 (26)分别与变矩器油温传感器(21)、离合器压力传感器(22)、轮毂转速传感器(23)、变矩器泵轮转速传感器(24)、CAN总线输出接口(25)、变速箱故障检测仪RD120 (27)连接。
4.根据权利要求1所述的一种地下铲运机的故障诊断智能监视系统,其特征在于,所述的整车电液控制故障诊断系统由行走制动常开压力开关I (31)、行走制动比例阀1(32)、行走制动比例阀2 (33)、制动压力传感器(34)、转向油压传感器(35)、工作油压传感器(36)、发动机总线信号(37)、燃油油位传感器(38)、中央处理器CPU (L) (39)、变速箱总线信号(40)、智能显示器(41)、驻车制动常开压力开关(42)、行走制动常开压力开关2 (43)、中央处理器CPU (R) (44)、遥控接收器(45)、工作系统回油滤网堵塞(46)、制动系统压力油滤网堵塞(47)、工作系统压力油滤网堵塞(48)、蓄能器压力传感器(49)组成;所述的中央处理器CPU (L) (39)分别与行走制动比例阀I (32)、行走制动比例阀2 (33)、制动压力传感器(34)、转向油压传感器(35)、工作油压传感器(36)、发动机总线信号(37)、燃油油位传感器(38)、变速箱总线信号(40)连接;所述的中央处理器CPU (R) (44)分别与行走制动常开压力开关I (31)、智能显示器(41)、驻车制动常开压力开关(42)、行走制动常开压力开关2 (43)、遥控接收器(45)、工作系统回油滤网堵塞(46)、制动系统压力油滤网堵塞(47)、工作系统压力油滤网堵塞.(48)、蓄能器压力传感器(49)连接。
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