CN105259437B - 用于实现高压变频器故障分析的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于实现高压变频器故障分析的方法，步骤包括：1）以预设频率获取运行时指定时间段内目标高压变频器的控制数据进行缓存，若目标高压变频器发生故障，转入执行步骤2），否则返回执行步骤1）；2）将步骤1）缓存的控制数据作为故障录波数据进行存储，采集存储的故障录波数据并输出；3）接收步骤2）采集到的故障录波数据，根据故障录波数据分析目标高压变频器的故障。本发明结合高压变频器故障时的控制数据进行故障分析，具有实现方法简单、所需成本低、智能化程度高且故障分析效率及精度高的优点。

Description

用于实现高压变频器故障分析的方法

技术领域

本发明涉及高压变频器维护技术领域，尤其涉及一种用于实现高压变频器故障分析的方法。

背景技术

高压变频器经过多年的发展，已经在电力、冶金、水泥、机械制造等行业有着十分广泛的应用，但高压变频器属于复杂电力电子装置，其故障情况通常具有多样性、复杂性，给变频器的故障维护带来了较大压力。目前对于高压变频器的维护过程中，通常是通过上位机对高压变频器进行状态监控，譬如电压、电流、频率以及故障状态等，但是高压变频器所带负载运行工况通常较为复杂，故障可能是由于内外各方面原因导致的，因而仅仅通过变频器的表征故障无法精确的分析出故障原因，若由设备厂家技术人员对设备现场查看控制器内部运行、故障数据后再进行现场诊断及分析，又会导致高压变频器的设备维护时间长，而对用户的正常生产造成严重影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结合高压变频器故障时的控制数据进行故障分析，实现方法简单、所需成本低、能够实现故障智能分析且故障分析效率及精度高的用于实现高压变频器故障分析的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于实现高压变频器故障分析的方法，步骤包括：

1）控制数据缓存：以预设频率获取运行时指定时间段内目标高压变频器的控制数据进行缓存，若目标高压变频器发生故障，转入执行步骤2），否则返回执行步骤1）；

2）故障录波：将所述步骤1）缓存的控制数据作为故障录波数据进行存储，采集存储的所述故障录波数据并输出；

3）故障分析：接收所述步骤2）采集到的故障录波数据，根据所述故障录波数据分析目标高压变频器的故障。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2）中采集存储的所述故障录波数据并输出的具体步骤为：实时监控目标高压变频器的故障状态，当监测到发生故障时，采集存储的所述故障录波数据并输出。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2）中具体通过连接一个组态触摸屏至目标高压变频器，通过所述组态触摸屏实时监控目标高压变频器的故障状态，以及采集存储的所述故障录波数据并输出。

作为本发明的进一步改进：所述步骤2）中故障录波数据具体按照基于MODBUS通讯协议的格式进行存储。

作为本发明的进一步改进：所述步骤2）中故障录波数据具体采用目标高压变频器中主控板的铁电存储器进行存储。

作为本发明的进一步改进，所述步骤3）的具体步骤为：

3.1）接收读取到的所述故障录波数据，根据所述故障录波数据得到在故障时指定时间段内目标高压变频器的控制器内部信息；

3.2）获取目标高压变频器的故障表征信息，根据所述故障表征信息、所述步骤3.1）得到的控制器内部信息分析目标高压变频器的故障。

作为本发明的进一步改进，所述步骤1）中还包括预先配置需要缓存的控制数据的步骤。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1）本发明用于实现高压变频器故障分析的方法，通过实时缓存对目标高压变频器的控制数据，以对目标高压变频器内部的控制器进行监控，当出现故障时，将缓存数据作为故障录波数据进行存储，能够记录故障发生时刻以及前一段时间内控制器内部的控制数据，因而结合控制数据无需现场诊断即能够实现准确、智能的故障分析，且实现方法简单、所需的成本低，同时能够有效缩短故障时所需的变频器维修周期；

2）本发明用于实现高压变频器故障分析的方法，获取到故障录波数据后进一步结合变频器的故障表征信息对变频器故障进行分析，充分利用故障时的变频器内部信息以及外部表征信息，因而可准确的分析得到高压变频器的故障类型，故障分析的效率及精度高，便于对变频器进行维护；

3）本发明用于实现高压变频器故障分析的方法中，故障录波数据进一步按照基于MODBUS通讯协议的格式进行存储，以按照MODBUS通讯协议中记录形式保存故障录波数据，便于高压变频器与外部监控设备执行MODBUS的串口通讯，实现基于Modbus通讯协议的故障录波功能；

4）本发明用于实现高压变频器故障分析的方法中，进一步通过连接一个组态触摸屏至目标高压变频器来实时监控故障状态，以及采集存储的故障录波数据，由组态触摸屏的串口驱动易于实现基于MODBUS的数据读取以及数据导出功能等，从而方便进一步读取以及导出数据进行后续分析。

附图说明

图1是本实施例用于实现高压变频器故障分析的方法的实现流程示意图。

图2是本发明用于实现高压变频器故障分析的方法在具体实施例中的实现原理示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例用于实现高压变频器故障分析的方法，步骤包括：

1）控制数据缓存：以预设频率获取运行时指定时间段内目标高压变频器的控制数据进行缓存，若目标高压变频器发生故障，转入执行步骤2），否则返回执行步骤1）；

2）故障录波：将步骤1）缓存的控制数据作为故障录波数据进行存储，采集存储的故障录波数据并输出；

3）故障分析：接收所述步骤2）采集到的故障录波数据，根据故障录波数据分析目标高压变频器的故障。

本实施例通过实时缓存对目标高压变频器的控制数据，以对目标高压变频器内部的控制器进行监控，当出现故障时，将缓存数据作为故障录波数据进行存储，能够记录故障发生时刻以及前一段时间内控制器内部的控制数据，因而结合控制数据无需现场诊断即能够实现准确、智能的故障分析，且实现方法简单、所需的成本低，同时能够有效缩短故障时所需的变频器维修周期。

本实施例中，步骤1）中还包括预先配置需要缓存的控制数据的步骤。本实施例预先通过对目标高压变频器的主控板（MPU板）上的FPGA、CPLD逻辑处理器件进行编程，使得在目标高压变频器运行时，能够对控制器中控制数据进行缓存处理，其中数据记录周期具体设置为200 us，每组缓存的控制数据取连续的1000个数据点。控制数据具体可以为电压、电流等主要控制参数对应的数据。

本实施例中，步骤2）中故障录波数据具体按照基于MODBUS通讯协议的格式进行存储，以按照MODBUS通讯协议中记录形式保存故障录波数据，便于高压变频器与外部监控设备执行MODBUS的串口通讯，实现基于MODBUS通讯协议的故障录波功能。本实施例MODBUS通讯协议具体为MODBUS RTU协议，也可以根据实际需求采用其他MODBUS通讯协议或高压变频器支持的其他类型通讯协议，例如TCP/IP协议，当采用其他类型通讯协议时，高压变频器需要配置相应的通讯接口，例如采用TCP/IP协议时，则需要配置以太网通讯接口。

本实施例中，步骤2）中故障录波数据具体采用目标高压变频器中主控板的铁电存储器进行存储。控制数据缓存完成后，当目标高压变频器出现故障时，则将当前缓存数据保存至主控板的铁电存储器中，且数据按照MODBUS RTU协议中文件记录形式进行保存储，从而保存得到目标高压变频器故障时刻以及故障前一段时间段内的控制数据。

本实施例中，步骤2）中采集存储的故障录波数据并输出的具体步骤为：实时监控目标高压变频器的故障状态，当监测到发生故障时，采集存储的故障录波数据并输出，以获取故障录波数据执行后续故障分析。

本实施例中，步骤2）中具体通过连接一个组态触摸屏至目标高压变频器，通过组态触摸屏实时监控目标高压变频器的故障状态，以及采集存储的故障录波数据并输出。本实施例通过设计组态触摸屏的串口驱动，可以方便的实现MODBUS中读文件记录功能，以将主控板中故障录波波形数据读取出来进行文件保存；且通过组态触摸屏的串口驱动设计还可具备数据导出功能，从而进一步导出数据进行后续分析。当然在其他实施例中，还可以通过其他方式对高压变频器进行监控，例如由上位机通过RS485/RS232串口进行监控，通过读取程序接收主控板中故障录波数据。

如图2所示，本实施例中组态触摸屏与目标高压变频器之间通过屏蔽电缆连接，执行基于MODBUS的串口通讯。本实施例组态触摸屏具体采用基于WINCE系统的MCGS 1062K型组态触摸屏，由MCGS组态触摸屏实时接收目标高压变频器输出的故障位，当接收到故障位时，MCGS组态触摸屏通过进入MODBUS读文件记录功能转入故障录波模式，以采集主控板中铁电存储器中存储的故障录波数据，基于MODBUS RTU协议中读文件记录功能再将故障录波数据写入二进制文件进行保存，从而获取故障录波数据至MCGS组态触摸屏中，在MCGS组态触摸屏接入外部存储设备即可将故障录波数据导出进行分析。

本实施例中，步骤3）的具体步骤为：

3.1）接收读取到的故障录波数据，根据故障录波数据得到在故障时指定时间段内目标高压变频器的控制器内部信息；

3.2）获取目标高压变频器的故障表征信息，根据故障表征信息、步骤3.1）得到的控制器内部信息分析目标高压变频器的故障。

本实施例获取到故障录波数据后，利用Matlab或其他类型数据分析软件对故障录波数据进行数据分析，从而可以得到变频器故障时刻以及前一段时间内控制器内部信息以及关键波形等，结合变频器的故障表征信息对变频器故障进行分析，充分利用故障时的变频器内部信息以及外部表征信息，因而可准确的分析得到高压变频器的故障类型，故障分析的效率及精度高，便于对变频器进行维护。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种用于实现高压变频器故障分析的方法，其特征在于步骤包括：

1）控制数据缓存：以预设频率获取运行时指定时间段内目标高压变频器的控制数据进行缓存，以对目标高压变频器内部的控制器进行监控，若目标高压变频器发生故障，转入执行步骤2），否则返回执行步骤1）；

2）故障录波：将所述步骤1）缓存的控制数据作为故障录波数据进行存储，采集存储的所述故障录波数据并输出；

3）故障分析：接收所述步骤2）采集到的故障录波数据，根据所述故障录波数据分析目标高压变频器的故障；

所述步骤2）中采集存储的所述故障录波数据并输出的具体步骤为：实时监控目标高压变频器的故障状态，当监测到发生故障时，采集存储的所述故障录波数据并输出；

所述步骤3）的具体步骤为：

3.1）接收读取到的所述故障录波数据，根据所述故障录波数据得到在故障时指定时间段内目标高压变频器的控制器内部信息；

3.2）获取目标高压变频器的故障表征信息，根据所述故障表征信息、所述步骤3.1）得到的控制器内部信息分析目标高压变频器的故障。

2.根据权利要求1所述的用于实现高压变频器故障分析的方法，其特征在于，所述步骤2）中具体通过连接一个组态触摸屏至目标高压变频器，通过所述组态触摸屏实时监控目标高压变频器的故障状态，以及采集存储的所述故障录波数据并输出。

3.根据权利要求1所述的用于实现高压变频器故障分析的方法，其特征在于，所述步骤2）中故障录波数据具体按照基于MODBUS通讯协议的格式进行存储。

4.根据权利要求3所述的用于实现高压变频器故障分析的方法，其特征在于，所述步骤2）中故障录波数据具体采用目标高压变频器中主控板的铁电存储器进行存储。

5.根据权利要求1所述的用于实现高压变频器故障分析的方法，其特征在于，所述步骤1）中还包括预先配置需要缓存的控制数据的步骤。