CN106980059A - 基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统，包括监控智能终端和服务器端，所述监控智能终端与仓储搬运设备的控制器电性连接，所述监控智能终端包括数据通信模块和数据采集模块，所述监控智能终端具有唯一身份信息，所述服务器端为服务器或局域中心，所述数据通信模块通过无线网络与所述服务器端连接，另外发明还公开了该系统的使用方法。本发明通过安装在搬运设备上的监控智能终端采集仓储搬运设备的实时运行数据和状态信息，之后使用无线网络通信将数据传送到服务器端，实现了仓储搬运设备的远程监控和故障诊断，有效提高工作效率。

Description

基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统和方法

技术领域

本发明涉及仓储搬运设备诊断领域，具体涉及一种基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统和方法。

背景技术

随着技术的迅速发展，越来越多的自动化设备应用在了我们的日常生产生活当中，不断加快了工业化的进程。工业搬运车辆也被广泛应用在了港口、车站、机场、工厂车间、仓库、流通中心和配送中心等多个场所，叉车作为物料搬运设备中的主力军在企业的物流系统中扮演着非常重要的角色。叉车主要发展于第二次世界大战期间，并于上世纪50年代逐渐开始在中国生产制造，而随着中国经济的快速发展，大部分企业的物料搬运工作已经脱离了原始的人工搬运模式，取而代之的是以叉车为主的机械化搬运。仓储叉车是一种用于在仓库内搬运货物的叉车，其应用不仅能够节省人力物力，减少搬运的成本，还能进一步提高操作的安全性，避免事故的发生。大部分的仓储叉车都是以电动机驱动的，因其车体紧凑、移动灵活、自重轻和环保性能好等显著特点在仓储业中得到了广泛应用。

叉车等仓储搬运设备在使用过程中，不可避免的会出现各种类型的故障。现阶段生产过程中叉车出现故障后，一般还是采用传统的维修方法，即故障较为简单易诊断时，由用户自行在厂家指导下进行一些基础的维修工作；故障较为复杂难以诊断时，由厂家派出专业的维修人员前往现场对设备进行故障排除检查以及维修工作。厂家现场维护不仅会造成人力和物力上的浪费，增加维护成本，还会因为维修上的及时性影响用户的正常作业，导致生产无法正常运行。另一方面，当用户自行维护时，由于其对设备本身不够熟悉，也可能出现维护不当等问题，造成仓储搬运设备的寿命下降。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统和方法。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统，包括监控智能终端和服务器端，所述监控智能终端与仓储搬运设备的控制器电性连接，所述监控智能终端包括数据通信模块和数据采集模块，所述监控智能终端具有唯一身份信息，所述服务器端为服务器或局域中心，所述数据通信模块通过无线网络与所述服务器端连接。

较佳的，所述数据通信模包括GPRS单元、WIFI单元和数据存储单元。

较佳的，所述数据通信模块设有计时器，用于定时向所述服务器端发送仓储搬运设备状态信息。

较佳的，所述监控智能终端包括：资源配置模块，用于配置所述监控智能终端运行时各端口及中断资源的参数；参数配置模块，用于配置仓储搬运设备编号和通信参数；故障诊断模块，与所述数据采集模块、数据通信模块连接，用于根据采集到数据进行故障诊断。

较佳的，所述数据采集模块包括总线通信单元、开关量采集单元、温度采集单元和电流采集单元。

较佳的，所述故障诊断模块包括诊断单元和报警单元，当所述诊断单元判断仓储搬运设备发生故障时，所述报警单元向所述服务器端发送报警信号。

较佳的，所述服务器端包括：界面显示模块，用于查看仓储搬运设备的状态信息及故障报警信息；后台处理模块，用于数据分析，进行状态信息的更新和查询；数据存储模块，用于存储状态信息及故障信息。

较佳的，所述后台处理模块使用故障树分析程序对设备故障进行定量和定性分析，并生成故障诊断报告。

较佳的，所述故障诊断模块发送的报警信号为故障代码，所述后台处理模块生成的故障诊断报告为诊断流程图。

一种基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断方法，包括以下步骤：

Stp1：将服务器端与监控智能终端连接，根据监控智能终端身份信息确认对应的仓储搬运设备；

Stp2：监控智能终端采集仓储搬运设备的控制器数据和操作状态数据；

Stp3：监控智能终端的故障诊断模块对采集到的数据进行故障诊断；

Stp4：监控智能终端的通信模块与服务器端进行通信，故障诊断模块判断设备出现故障则立即向服务器端发送报警信息，若无故障则定时向服务器端发送状态信息；

Stp5：服务器端的后台处理模块分析所有接收的数据信息，收到报警信息则发出报警信号；

Stp6：后台处理模块调用故障树分析程序对报警信息进行分析，生成故障诊断报告；

Stp7：将状态信息、报警信息和故障诊断报告存储在数据存储模块。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统和方法通过安装在搬运设备上的监控智能终端采集仓储搬运设备的实时运行数据和状态信息，根据采集到的信息进行故障决策，之后使用无线网络通信将数据传送到服务器端，由服务器端进行数据分析、故障报警以及存储，实现了仓储搬运设备的远程监控和故障诊断。服务器端生成的故障诊断报告能指导用户进行设备维护，方便用户第一时间进行维修处理，提高搬运设备维护的智能化程度，具有很高的实用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统的结构图；

图2是本发明监控智能终端的结构图；

图3是本发明服务器端的结构图；

图4是本发明监控智能终端信息发送流程图；

图5是本发明基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断方法的流程图；

图6是本发明实施例4中仓储搬运设备无法行进故障的诊断流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例1

如图1所示，一种基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统，包括监控智能终端1和服务器端2。所述监控智能终端1具有唯一身份信息，与仓储搬运设备的控制器电性连接，实时检测仓储搬运设备运行状态。

所述监控智能终端1包括数据通信模块和数据采集模块，所述服务器端2为服务器或局域中心。数据采集模块完成对仓储搬运设备开关量、模拟量和总线数据等数据的采集，为故障诊断提供最原始的数据。数据通信模块通过无线网络与所述服务器端连接，将数据上传到服务器端2以实现远程监控，所述监控智能终端1与服务器端2根据制定的应用层协议进行通信，在服务器端2中接收监控智能终端1的数据信息。服务器端2可以同时与多台监控智能终端1连接，并根据监控智能终端1的身份信息确定对应的仓储搬运设备。

本发明基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统中，通过监控智能终端1采集仓储搬运设备的控制器及其他操作状态信息，然后监控智能终端1通过无线网络的通信方式将数据信息发送到服务器端2，在服务器端2中对所有数据汇总。用户通过服务器端2能够查询到仓储搬运设备的控制器及其他操作状态的数据，并可以根据监控智能终端1的身份信息主动获取对应仓储搬运设备的实时状态信息。

实施例2

一种基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统，包括监控智能终端1和服务器端2。所述监控智能终端1具有唯一身份信息，通过can总线与仓储搬运设备的控制器连接，实时检测仓储搬运设备运行状态。

如图2所示，所述监控智能终端1包括数据通信模块11、数据采集模块12、资源配置模块13、参数配置模块14和故障诊断模块15。

所述数据通信模块11包括GPRS单元31、WIFI单元32和数据存储单元33。GPRS单元31在有移动网络覆盖的情况下即可提供远程数据通信功能，不受时间、地点和距离的影响；WIFI单元32需要在特定的无线网环境中使用，受到环境和距离的限制，但具有速度快和通信稳定的优势。数据通信模块11根据制定的通信协议，将采集到的仓储搬运状态信息打包为数据包，按设定的通信方式向服务器端2发送，同时接受服务器发送的数据刷新指令并解析，执行对应的操作。数据存储单元33将数据包存储在监控智能终端1中，方便服务器端2调用。数据通信模块11还设有计时器，用于控制数据的定时发送。

所述数据采集模块12包括总线通信单元41、开关量采集单元42、温度采集单元43和电流采集单元44，分别用于采集仓储搬运设备的运行数据，开关量数据和控制器的温度、电流。数据采集模块12主要功能是通过硬件接口不断采集IO输入信号、模拟量数值、CAN总线数据和芯片数据，一部分为叉车运行数据的采集，为故障诊断提供数据，另一部分为设备运行状态数据的采集，为设备工作情况提供判断依据。

所述资源配置模块13用于配置监控智能终端1运行时各端口及中断资源的参数，使硬件资源工作在合适的状态。所述参数配置模块14用于配置仓储搬运设备编号、通信等参数。

所述故障诊断模块15包括诊断单元51和报警单元52，诊断单元51包含对仓储搬运设备的故障判断逻辑，能够实时完成故障诊断。当所述诊断单元51判断仓储搬运设备发生故障时，所述报警单元52向所述服务器端发送报警信息，报警信息以故障代码形式发送，方便服务器端2进行故障分析。

如图4所示，其为数据通信模块11的信息发送流程图，数据信息共有三种发送方式。其一，数据通信模块11定时向服务器端2发送状态信息，由服务器端2记录仓储搬运设备的运行状态信息。其二，服务器端2可以远程发送数据刷新指令，实时获取搬运设备的运行状态，不受定时时间的限制。其三，故障诊断模块15根据获取的状态信息，判断设备是否有故障发生，这个判断过程是实时进行的，可以快速检测到发生的故障，检测到有故障发生后，立即向服务器端2发送故障诊断报告，远程监控人员即可及时发现有故障发生，并远程提供维修指导，如果故障持续存在，则会每隔一定时间就发送一次当前的故障报警信息，直到故障恢复，则向服务器端2发送一次故障恢复信息，远程人员可获知故障维修情况。当仓储搬运设备发生故障时，服务器端2能够及时地进行故障报警，方便用户第一时间进行维修处理。

实施例3

一种基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统，包括监控智能终端1和服务器端2。所述监控智能终端1具有唯一身份信息，通过can总线与仓储搬运设备的控制器连接，实时检测仓储搬运设备运行状态。

所述监控智能终端1包括数据通信模块11、数据采集模块12、资源配置模块13、参数配置模块14和故障诊断模块15。所述数据通信模块11包括GPRS单元31、WIFI单元32和数据存储单元33。所述数据采集模块12包括总线通信单元41、开关量采集单元42、温度采集单元43和电流采集单元44。所述故障诊断模块15包括诊断单元51和报警单元52。

如图3所示，所述服务器端2包括界面显示模块21、后台处理模块22和数据存储模块23。所述界面显示模块21具有在线设备的状态显示，故障信息的报警，历史状态及故障信息的查询与统计功能。所述后台处理模块22采用TCP服务器的方式完成数据的接收，根据制定的通信协议进行处理解析，根据数据信息功能码的不同，进行状态信息实时更新或者是故障报警。数据存储模块23完成对状态及故障等信息的存储功能。

所述后台处理模块22接收报警信息后，使用故障树分析程序对设备故障进行定量和定性分析，并生成故障诊断报告，故障诊断报告以诊断流程图形式给出。该故障树分析程序的实现包括以下步骤：

步骤1：根据故障代码确认顶事件；

步骤2：调取引起顶事件的基本事件和底事件，针对顶事件逐级分析并按逻辑关系建立规范化故障树，基本事件和底事件是根据仓储搬运设备的工作原理以及电路结构图确认并存储在程序中；

步骤3：程序调用规范化故障树结构，得到割集矩阵；

步骤4：对割集矩阵进行最小化处理，简化为最小割集；

步骤5：程序调用底事件发生概率，计算出最小割集重要度；

步骤6：程序对最小割集按重要度进行排序，得到故障诊断顺序；

步骤7：将故障诊断顺序转化成诊断流程图的形式给出。

后台处理模块22使用故障树分析程序对仓储搬运设备故障进行诊断，该程序结合叉车的电气连接图和运行状态，制定出故障诊断逻辑，实现了对仓储搬运设备的智能诊断，故障诊断报告以故障代码和诊断流程图形式显示，便于厂家指导用户进行设备维护，从而可以提高搬运设备维护的智能化程度，具有很高的实用价值。

实施例4

如图5所示，一种基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断方法，包括以下步骤：

Stp1：将服务器端与监控智能终端连接，根据监控智能终端身份信息确认对应的仓储搬运设备；

Stp2：监控智能终端采集仓储搬运设备的控制器数据和操作状态数据；

Stp3：监控智能终端的故障诊断模块对采集到的数据进行故障诊断；

Stp4：监控智能终端的通信模块与服务器端进行通信，故障诊断模块判断设备出现故障则立即向服务器端发送报警信息，若无故障则定时向服务器端发送状态信息；

Stp5：服务器端的后台处理模块分析所有接收的数据信息，收到报警信息则发出报警信号；

Stp6：后台处理模块调用故障树分析程序对报警信息进行分析，生成故障诊断报告；

Stp7：将状态信息、报警信息和故障诊断报告存储在数据存储模块。

本发明基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断方法通过安装在搬运设备上的监控智能终端采集仓储搬运设备的实时运行数据和状态信息，根据采集到的信息进行故障决策，之后使用无线网络通信将数据传送到服务器端，由服务器端进行数据分析、故障报警以及存储，实现了仓储搬运设备的远程监控和故障诊断。服务器端生成的故障诊断报告能指导用户进行设备维护，方便用户第一时间进行维修处理，提高搬运设备维护的智能化程度，减少维护工程师到现场的时间和费用，节约了大量的人力和物力的成本。

实施例5

仓储搬运设备发生无法行进故障，基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断方法，包括以下步骤：

Stp1：将服务器端与监控智能终端连接，根据监控智能终端身份信息确认对应的仓储搬运设备。

Stp2：监控智能终端采集仓储搬运设备的控制器数据和操作状态数据。

Stp3：监控智能终端的故障诊断模块对采集到的数据进行故障诊断，诊断出仓储搬运设备发生无法行进故障。

Stp4：监控智能终端的通信模块与服务器端进行通信，故障诊断模块向服务器端发送报警信息，提供无法行进故障的故障代码。

Stp5：服务器端的后台处理模块分析所有接收的报警信息，同时发出报警信号，告知监控人员。

Stp6：后台处理模块调用故障树分析程序对报警信息进行分析，生成故障诊断报告，如图6所示，其为仓储搬运设备无法行进故障的诊断流程图，维护人员根据诊断流程图故障诊断顺序进行设备维修，直到故障报警解除；

Stp7：将状态信息、报警信息和故障诊断报告存储在数据存储模块，方便历史数据查询。

根据本方法远程监控人员即可及时发现有故障发生，并根据故障诊断装置身份信息找到对应的仓储搬运设备。根据诊断流程图按顺序对设备无法行进故障维修，诊断流程图实现了对常见复杂故障的有效诊断，解决了传统设备维修过程中存在的维修成本高、及时性差等问题。如果故障持续存在，监控智能终端会每隔2min就会向服务器发送一次当前的故障诊断报告，直到故障恢复，监控智能终端向服务器发送一次故障恢复信息，远程人员可获知故障维修情况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统，其特征在于，包括监控智能终端和服务器端，所述监控智能终端与仓储搬运设备的控制器电性连接，所述监控智能终端包括数据通信模块和数据采集模块，所述监控智能终端具有唯一身份信息，所述服务器端为服务器或局域中心，所述数据通信模块通过无线网络与所述服务器端连接。

2.如权利要求1所述的基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统，其特征在于，所述数据通信模包括GPRS单元、WIFI单元和数据存储单元。

3.如权利要求2所述的基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统，其特征在于，所述数据通信模块设有计时器，用于定时向所述服务器端发送仓储搬运设备状态信息。

4.如权利要求1所述的基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统，其特征在于，所述监控智能终端包括：

资源配置模块，用于配置所述监控智能终端运行时各端口及中断资源的参数；

参数配置模块，用于配置仓储搬运设备编号和通信参数；

故障诊断模块，与所述数据采集模块、数据通信模块连接，用于根据采集到数据进行故障诊断。

5.如权利要求4所述的基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统，其特征在于，所述数据采集模块包括总线通信单元、开关量采集单元、温度采集单元和电流采集单元。

6.如权利要求5所述的基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统，其特征在于，所述故障诊断模块包括诊断单元和报警单元，当所述诊断单元判断仓储搬运设备发生故障时，所述报警单元向所述服务器端发送报警信号。

7.如权利要求1所述的基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统，其特征在于，所述服务器端包括：

界面显示模块，用于查看仓储搬运设备的状态信息及故障报警信息；

后台处理模块，用于数据分析，进行状态信息的更新和查询；

数据存储模块，用于存储状态信息及故障信息。

8.如权利要求7所述的基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统，其特征在于，所述后台处理模块使用故障树分析程序对设备故障进行定量和定性分析，并生成故障诊断报告。

9.如权利要求8所述的基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统，其特征在于，所述故障诊断模块发送的报警信号为故障代码，所述后台处理模块生成的故障诊断报告为诊断流程图。

10.一种基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

Stp1：将服务器端与监控智能终端连接，根据监控智能终端身份信息确认对应的仓储搬运设备；

Stp2：监控智能终端采集仓储搬运设备的控制器数据和操作状态数据；

Stp3：监控智能终端的故障诊断模块对采集到的数据进行故障诊断；

Stp4：监控智能终端的通信模块与服务器端进行通信，故障诊断模块判断设备出现故障则立即向服务器端发送报警信息，若无故障则定时向服务器端发送状态信息；

Stp5：服务器端的后台处理模块分析所有接收的数据信息，收到报警信息则发出报警信号；

Stp6：后台处理模块调用故障树分析程序对报警信息进行分析，生成故障诊断报告；

Stp7：将状态信息、报警信息和故障诊断报告存储在数据存储模块。