CN103901878A

CN103901878A - 一种混凝土搅拌站远程故障诊断系统及方法

Info

Publication number: CN103901878A
Application number: CN201410115274.5A
Authority: CN
Inventors: 陈自云; 王成续; 刘澍宏; 邹明
Original assignee: Shantui Janeoo Machinery Co Ltd
Current assignee: Shantui Janeoo Machinery Co Ltd
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2034-03-26
Also published as: CN103901878B

Abstract

本发明提供一种混凝土搅拌站远程故障诊断系统及方法，所述的系统包括至少一台混凝土搅拌站、近端监控模块、无线网络模块、远端监控模块和故障诊断模块；所述的无线网络模块通过GPRS连接故障诊断模块，通过GPS连接远端监控模块；所述远端监控模块包括远端监控计算机和远端便携式监控设备，所述故障诊断模块包括数据库模块、数据库维护模块和诊断模块。所述的方法包括以下过程：1）采集数据；2）存储并上传数据；3）数据分析；4）判断手否发生故障；5）前向推理；6）反向推理；7）输出结论。利用本发明可以实现对混凝土搅拌站的地理位置定位，远程信息管理，设备状态检测和远程故障诊断，快速响应用户的维护需求。

Description

一种混凝土搅拌站远程故障诊断系统及方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土搅拌站远程故障诊断系统及方法。

背景技术

混凝土搅拌站是一种机、电、液一体化的大型建筑机械设备。随着技术发展，搅拌站的自动化程度不断提高，结构也更加复杂，一般的维修人员很难解决问题，需要厂家安排专业的售后服务工程师到现场维修。由于国家政策法规的要求，混凝土搅拌站只允许建设在郊区或者更为偏远的地方，水利、电力、桥梁、铁路等工程用搅拌站经常建设在施工地区附近。这些地方地理位置偏远，交通不便，厂家的售后服务人员到达现场需要花费较多的时间，无法在短时间为用户排除故障。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种混凝土搅拌站远程故障诊断系统及方法，将故障诊断和网络通讯技术相结合，实现对设备信息的远程管理、实时监控和故障诊断。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种混凝土搅拌站远程故障诊断系统，其特征在于，包括至少一台混凝土搅拌站、近端监控模块、无线网络模块、远端监控模块和故障诊断模块，所述的近端监控模块包括至少一台计算机；所述的无线网络模块包括GPRS无线收发模块和GPS无线收发模块，所述GPRS无线收发模块通过GPRS网络和因特网将近端监控模块的数据上传到故障诊断模块，所述GPS无线收发模块能够将搅拌站的地理位置信息发送到远端监控模块；所述远端监控模块包括远端监控计算机和远端便携式监控设备，所述远端监控模块能实现远程锁机功能；所述故障诊断模块包括数据库模块、数据库维护模块和诊断模块；所述的远端监控模块和故障诊断模块通过以太网和因特网连接。

进一步的，所述的数据库模块包括规则模块、数据字典和故障类型表，按照既定的规则、知识库、数据字典和故障类型表，接收和存储无线网络模块的传送数据。

进一步的，所述数据库维护模块包括知识规则维护模块、数据字典合法性检查模块、规则合法性检查模块和故障合法性检查模块，用于知识规则维护、数据字典合法性检查、规则合法性检查和故障合法性检查，其中，所述的知识规则维护模块包括对故障机理、原因及识别特征表的数据字典的维护；对数据的增加、修改、删除和查询；对规则的增加、修改删除和查询；对故障类型的增加、修改、删除和查询。

进一步的，所述的远端便携式监控设备为智能手机或ipad（平板电脑）。

进一步的，所述诊断模块包括前向推理模块和反向推理模块，用来确定故障原因。

一种混凝土搅拌站远程故障诊断方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

采集数据；

存储并上传数据；

数据分析；

故障判断，若否，返回第一步，若是，进入下一步；

前向推理；

反向推理；

输出结论。

进一步的，所述数据包括以下信息中的一种或多种：称重传感器数据、生产流程参数、搅拌站生产软件报警信息、地理位置信息、搅拌站生产数据、执行机构状态。

进一步的，所述数据分析的具体过程为：故障诊断系统将接收到的现场数据结合其历史状况对数据进行处理分析，特征提取。

进一步的，所述前向推理的具体过程为：根据故障的特征，从数据库中检索出规则，分析此特征参数相关联的几种故障，作进一步诊断的候选故障集，即包含符此特征所有故障的类型，性质和程度。

进一步的，所述反向推理的具体过程为：对故障集的特征进行分析，找出故障集中各个故障的不同之处，通过对不同之处进行判别，确定故障原因。

本发明的有益效果是：利用本发明可以实现对混凝土搅拌站的地理位置定位，远程信息管理，设备状态检测和远程故障诊断，能够快速响应用户的维护需求，解决了混凝土搅拌站维修周期长的问题，具有非常明显的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为图1中故障诊断系统的原理结构示意图；

图3为本发明的工作流程示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种混凝土搅拌站远程故障诊断系统包括至少一台混凝土搅拌站、近端监控模块、无线网络模块、远端监控模块、故障诊断模块。

近端监控模块包括至少一台计算机，可以对混凝土搅拌站生产流程参数，生产数据、执行机构和传感器进行实时监控，并将数据保存在本地硬盘。

所述无线网络模块包括GPRS无线收发模块和GPS无线收发模块，所述GPRS无线收发模块能通过GPRS网络和因特网将近端监控系统的数据上传到故障诊断模块；所述GPS无线收发模块能够将搅拌站的地理位置信息发送到远端监控模块；所述的远端监控模块和故障诊断模块通过以太网和因特网连接。

所述远端监控模块包括远端监控计算机和远端便携式监控设备，所述远端监控计算机可以通过因特网和以太网连接故障诊断模块；所述远端便携式监控设备包括手机、平板电脑及其他便携式电子设备，可以通过GPRS无线网络和因特网连接故障诊断模块，也可以通过GPS无线网络查看搅拌站位置信息，所述远端监控模块能实现远程锁机功能。

如图2所示，所述的故障诊断模块包括数据库模块、数据库维护模块和诊断模块。

所述数据库模块包括规则模块、数据字典和故障类型表，按照既定的规则、知识库、数据字典和故障类型表，接收和存储无线网络模块的传送数据。

所述数据库维护模块包括知识规则维护模块、数据字典合法性检查模块、规则合法性检查模块和故障合法性检查模块，用于知识规则维护、数据字典合法性检查、规则合法性检查和故障合法性检查，其中，所述的知识规则维护包括对故障机理、原因及识别特征表的数据字典的维护，对数据的增加、修改、删除和查询，对规则的增加、修改删除和查询，对故障类型的增加、修改、删除和查询。

所述诊断模块包括前向推理模块和反向推理模块，用来确定故障原因，所述前向推理指先分析有关征兆，选出其中特征突出的，有代表性的征兆参数，分析此征兆参数相关联的几种故障，作进一步诊断的候选故障集；所述反向推理指根据知识库中所积累的知识，对候选故障集中每一故障深入分析其机理、原因及其所应表现出来的征兆现象，逐一与当前所有的征兆进行对比，根据其符合或匹配程度，在候选故障集中排除那些不匹配和匹配程度差的故障，选出匹配良好的故障。最后进行决策判断，确定所诊断故障的类型及其原因，并反馈给远端监控系统，完成故障诊断流程。

如图3所示的一种混凝土搅拌站远程故障诊断方法，其具体过程为：

1、近端监控模块采集搅拌站关于重传感器数据、生产流程参数、搅拌站生产软件报警信息、地理位置信息、搅拌站生产数据、执行机构状态等一系列数据信息；

2、近端监控模块将数据存储到本地硬盘同时通过无线网络模块将数据发送到故障诊断系统；

3、故障诊断模块将接收到的现场数据进行分析，提取特征，并与数据库进行比对；

4、根据分析结果，确定是否发生故障和故障部位，当比对结果判定为正常，则不做处理并继续监控；当比对结果判定为异常，转入诊断模块的前向推理过程；

5、诊断模块进行故障特征前向推理，首先根据此故障的特征，从数据库中检索出规则，分析此特征参数相关联的几种故障，作进一步诊断的候选故障集，即包含符此特征所有故障的类型，性质和程度；

6、诊断模块对故障集进行反向推理，首先对故障集的特征进行分析，找出故障集中各个故障的不同之处，然后通过对不同之处进行判别；

7、经过上述过程后，系统确定故障原因并将判定结论输出给近端监控模块和远端监控模块，供技术人员参考并确定维修方案。

为了更加准确的说明上述方法的具体实现过程，以电机故障的检测过程为例进行详细说明：

1、安装在搅拌主机电机上的振动传感器将所测量的电机振动频率数据发送到近端监控模块；

2、近端监控模块将数据存储到本地硬盘同时通过无线网络模块将数据发送到故障诊断模块；

3、故障诊断模块将接收到的现场数据进行频谱分析，确定其振动主导频率，并与数据库进行比对；

4、根据分析结果，确定电机是否发生故障，当比对结果判定为正常，则不做处理并继续监控；当比对结果判定为异常，转入诊断模块的前向推理过程；

5、诊断模块对故障集进行前向推理，首先根据此振动故障的特征，从数据库中检索出规则，然后从振动主导频率、常伴频率、振动稳定性、相位特征、振动方向和转子轨迹这6个方面进行比对，推导出故障集，即包含符此特征所有故障的类型，性质和程度；

本文中应用了具体个例对本发明提供的技术方案进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明提供的技术方案，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种混凝土搅拌站远程故障诊断系统，其特征在于，包括至少一台混凝土搅拌站、近端监控模块、无线网络模块、远端监控模块和故障诊断模块，所述的近端监控模块包括至少一台计算机；所述的无线网络模块包括GPRS无线收发模块和GPS无线收发模块，所述GPRS无线收发模块通过GPRS网络和因特网将近端监控模块的数据上传到故障诊断模块，所述GPS无线收发模块能够将搅拌站的地理位置信息发送到远端监控模块；所述远端监控模块包括远端监控计算机和远端便携式监控设备；所述故障诊断模块包括数据库模块、数据库维护模块和诊断模块；所述的远端监控模块和故障诊断模块通过以太网和因特网连接。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土搅拌站远程故障诊断系统，其特征在于，所述的数据库模块包括规则模块、数据字典和故障类型表。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土搅拌站远程故障诊断系统，其特征在于，所述数据库维护模块包括知识规则维护模块、数据字典合法性检查模块、规则合法性检查模块和故障合法性检查模块。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土搅拌站远程故障诊断系统，其特征在于，所述诊断模块包括前向推理模块和反向推理模块。

5.根据权利要求1—4任意一项权利要求所述的一种混凝土搅拌站远程故障诊断系统，其特征在于，所述的远端便携式监控设备为智能手机或ipad。

6.一种混凝土搅拌站远程故障诊断方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

采集数据；

存储并上传数据；

数据分析；

判断是否发生故障，若否，返回第一步，若是，进入下一步；

前向推理；

反向推理；

输出结论。

7.根据权利要求6所述的一种混凝土搅拌站远程故障诊断方法，其特征在于，所述数据包括以下信息中的一种或多种：称重传感器数据、生产流程参数、搅拌站生产软件报警信息、地理位置信息、搅拌站生产数据、执行机构状态。

8.根据权利要求6所述的一种混凝土搅拌站远程故障诊断方法，其特征在于，所述数据分析的具体过程为：故障诊断系统将接收到的现场数据结合其历史状况对数据进行处理分析，特征提取。

9.根据权利要求8所述的一种混凝土搅拌站远程故障诊断方法，其特征在于，所述前向推理的具体过程为：根据故障的特征，从数据库中检索出规则，分析此特征参数相关联的几种故障，作进一步诊断的候选故障集，即包含符此特征所有故障的类型，性质和程度。

10.根据权利要求9所述的一种混凝土搅拌站远程故障诊断方法，其特征在于，所述反向推理的具体过程为：对故障集的特征进行分析，找出故障集中各个故障的不同之处，通过对不同之处进行判别，确定故障原因。