CN218298842U - 故障检测电路及作业车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及故障检测技术领域，尤其涉及一种故障检测电路及作业车辆。故障检测电路包括电源管理模块和可编程逻辑控制器；且所述电源管理模块的一端与作业车辆的至少一个元器件电连接，另一端与所述可编程逻辑控制器通信连接。本实用新型用以解决现有技术中作业车辆故障检测的效率低、效果差的缺陷。

Description

故障检测电路及作业车辆

技术领域

本实用新型涉及故障检测技术领域，尤其涉及一种故障检测电路及作业车辆。

背景技术

在工程作业中，压裂车、起重机或搅拌车等作业车辆在作业过程中，可能会出现作业车辆上的电气元器件出现故障的情况。为了保证作业车辆的安全运行，需要实时对作业车辆上的元器件进行故障检测，以避免作业车辆出现安全隐患。现有技术中，对作业车辆进行故障检测时，是检测作业车辆上较为重要的元器件的工作电流。当电流出现异常时，则发出警报。但是，这种方式仅仅能够得知作业车辆出现了故障，但无法获知发生故障的具体位置和原因，故障检测效率低、效果差。在后续工作人员排除故障的过程中，工作人员需要人工排查故障，占用大量人力资源，甚至影响工程进度。

实用新型内容

本实用新型提供一种故障检测电路及作业车辆，用以解决现有技术中作业车辆故障检测的效率低、效果差的缺陷。

本实用新型提供一种故障检测电路，包括电源管理模块和可编程逻辑控制器；且所述电源管理模块的一端与作业车辆的至少一个元器件电连接，另一端与所述可编程逻辑控制器通信连接。

根据本实用新型提供的一种故障检测电路，还包括上位机；所述可编程逻辑控制器与所述上位机通信连接。

根据本实用新型提供的一种故障检测电路，所述元器件包括至少一个数字量输入元器件；所述电源管理模块包括至少一个熔断器，所述熔断器与所述数字量输入元器件一一对应；任意一个所述熔断器与对应的所述数字量输入元器件串联。

根据本实用新型提供的一种故障检测电路，所述元器件包括至少一个数字量输出元器件；所述电源管理模块包括至少一个开关，所述开关与所述数字量输出元器件一一对应；任意一个所述开关与对应的所述数字量输出元器件串联。

根据本实用新型提供的一种故障检测电路，还包括以太网交换机；所述可编程逻辑控制器与所述以太网交换机通信连接；所述以太网交换机与所述上位机通信连接。

根据本实用新型提供的一种故障检测电路，所述电源管理模块包括控制器局域网络单元；各个所述元器件并联；所述控制器局域网络单元，分别与所述作业车辆的至少一个所述元器件电连接。

根据本实用新型提供的一种故障检测电路，所述控制器局域网络单元提供基于控制器局域网络的通信功能；所述电源管理模块通过控制器局域网络与所述可编程逻辑控制器通信连接

根据本实用新型提供的一种故障检测电路，任意一个所述元器件为所述作业车辆的传感器装置、照明类装置、发动机装置、变速箱装置、监控装置和智能控制装置中的任意一种。

根据本实用新型提供的一种故障检测电路，所述上位机包括显示装置、声音播放装置和灯光提示装置中的至少一种。

本实用新型还提供一种作业车辆，包括至少一个元器件电性；所述作业车辆的所述元器件通过如上述提供的故障检测电路进行故障检测。

本实用新型提供的故障检测电路及作业车辆，包括电源管理模块和可编程逻辑控制器；且电源管理模块的一端与作业车辆的至少一个元器件电连接，另一端与可编程逻辑控制器通信连接。通过电源管理模块，可以对作业车辆上需要检测的元器件进行实时检测。同时，电源管理模块将检测数据传输给可编程逻辑控制器，更利于作业车辆故障检测过程的管理。同时，由于电源管理模块分别与作业车辆的至少一个元器件电连接，当某一个元器件发生故障时，可以通过电源管理模块来确定故障元器件的具体信息，对故障进行定位和诊断，提升作业车辆故障检测的效率，提升故障检测效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的故障检测电路的结构示意图之一；

图2是本实用新型提供的故障检测电路的结构示意图之二；

图3是本实用新型提供的故障检测电路的结构示意图之三；

图4是本实用新型提供的故障检测流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供的故障检测电路，用于对作业车辆中的各个元器件进行故障检测，以保证作业车辆的安全运行。下面结合图1至图4描述本实用新型的故障检测电路。

一个实施例中，如图1所示，故障检测电路，包括电源管理模块和可编程逻辑控制器；且电源管理模块的一端与作业车辆的至少一个元器件电连接，另一端与可编程逻辑控制器通信连接。

本实施例中，电源管理模块的一端可以包含多个接口，分别与作业车辆的至少一个元器件电连接。电源管理模块的另一端具备通信功能，能够与可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)通信连接。图1中的元器件1、元器件2、…、元器件N分别是作业车辆上的不同的电气元器件，其中，N为正整数。电源管理模块分别与各个元器件电连接，以检测各个元器件分别对应的电流或电压。

本实施例中，作业车辆可以为压裂车、搅拌车或起重机等任意一种工程作业需要的特种车辆。

本实施例中，电源管理模块可以将各个元器件的检测数据传输给可编程逻辑控制器。电源管理模块通过对各个元器件的电流或电压进行检测，得到各个元器件所在线路是否存在短路或短路的检测数据，并将检测数据通过CAN传输给PLC。为了进一步完善检测的结果，便于工作人员的识读，可以通过PLC添加出现故障的元器件的名称、元器件所在线路的信息或故障信息等报警文本的逻辑处理。

一个实施例中，电源管理模块包括控制器局域网络单元；各个元器件并联；控制器局域网络单元，分别与作业车辆的至少一个元器件电连接。

本实施例中，各个元器件并联，也就说，电源管理模块可以分别对并联的各个元器件进行检测，各个元器件的检测过程互不影响。控制器局域网络(Controller AreaNetwork，CAN)单元可以对各个元器件的实时检测数据进行集中处理，避免各个元器件单独检测造成的电路结构复杂以及增大成本的问题。

一个实施例中，控制器局域网络单元提供基于控制器局域网络的通信功能；电源管理模块通过控制器局域网络与可编程逻辑控制器通信连接。

本实施例中，电源管理模块具有控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)通信功能，通过CAN单元，对作业车辆上的各个元器件进行检测。当任意一个或几个元器件出现故障时，可以通过CAN将检测数据传输给PLC。通过CAN传输检测数据，既可以完成数据传输，又能够精简电路结构。

一个实施例中，故障检测电路，还包括上位机；可编程逻辑控制器与上位机通信连接。

本实施例中，上位机可以与PLC通信连接，更具体的，上位机与PLC之间的通信连接可以为有线通信连接，也可以为无线网络连接，例如，通过以太网进行通信连接。PLC将处理过后的检测结果传输给上位机进行展示。

一个实施例中，电源管理模块可以获得发生故障的具体详细位置，例如作业车辆上某一个元器件发生故障后，该故障元器件在整个作业车辆上的详细位置信息；电源管理模块将故障的详细位置以报文的形式，通过CAN传输给PLC，再由PLC对故障位置进行功能分析和报警文本逻辑处理，得到最终的检测结果，其中，检测结果可以包括故障元器件对应的功能、位置、故障代码、故障排除建议等信息；PLC将检测结果传输给上位机，由上位机展示故障元器件对应的检测结果，提示工作人员来排除故障。

一个实施例中，故障检测电路还包括以太网交换机；可编程逻辑控制器与以太网交换机通信连接；以太网交换机与上位机通信连接。

本实施例中，当上位机与PLC之间通过以太网无线通信连接时，可以通过以太网交换机作为中间的数据传递装置。通过这种方式，上位机的实际物理位置可以不受作业车辆的影响，工作人员可以远程获知作业车辆的故障检测情况，同时能够保证工作人员的人身安全。

一个实施例中，上位机包括显示装置、声音播放装置和灯光提示装置中的至少一种。

本实施例中，上位机可以通过显示装置(例如，显示屏)，来显示检测结果；和/或，通过声音播放装置播报检测结果；和/或，通过灯光提示装置来展示检测结果。

一个实施例中，元器件包括至少一个数字量输入元器件；电源管理模块包括至少一个熔断器，熔断器与数字量输入元器件一一对应；任意一个熔断器与对应的数字量输入元器件串联。

本实施例中，作业车辆上的元器件包括数字量输入(Digital Input，DI)元器件，各个DI元器件与电源管理模块电连接时，在连接线路上分别串联对应的熔断器(FU)，熔断器对线路起到保护作用，同时，便于电源管理模块对元器件工作时的电流进行实时检测。

一个实施例中，元器件包括至少一个数字量输出元器件；电源管理模块包括至少一个开关，开关与数字量输出元器件一一对应；任意一个开关与对应的数字量输出元器件串联。

本实施例中，作业车辆上的元器件包括数字量输出(Digital Output，DO)元器件，各个DO元器件与电源管理模块电连接时，在连接线路上分别串联对应的开关(K)，开关可以起到保护和控制的作用，同时，便于电源管理模块对元器件工作时的电流进行实时检测。更具体地，开关(K)可以为电磁开关，例如，继电器或接触器。

一个实施例中，任意一个元器件为作业车辆的传感器装置、照明类装置、发动机装置、变速箱装置、监控装置和智能控制装置中的任意一种。

本实施例中，可以对作业车辆上的任意一种元器件分别进行实时检测，在出现故障时，更容易对故障进行定位和排除。

具体的，如图2所示，电源管理模块与属于传感器装置、照明类装置、发动机装置、变速箱装置、监控装置和智能控制装置的各个元器件分别电连接，基于电源管理模块中的CAN单元对各个元器件进行实时检测，并将检测数据通过CAN传输给PLC控制器。PLC控制器对检测数据完善后，将更适于识读的检测结果，通过以太网交换机传输给上位机，由上位机进行报警和定位提示。更具体的，传感器装置包括用于监控电流、温度等参数的多种传感器或其他检测元件；照明类装置包括照明灯、指示灯等用于照明的装置；发动机装置包括发动机系统的各个部件；变速箱装置包括变速箱系统的各个部件；监控装置包括视频监控等装置；智能控制装置包括需要的工控机，例如，用于数据回传的智能集成装置(记为SBOX)，或者，用于移动终端定位的智能集成装置(记为SYMT)等。

一个具体的实施例中，当作业车辆为压裂车时，如图3所示，基于上述各实施例提到的故障检测电路对压裂车进行实时故障检测。

具体的，电源管理模块包含各个DI元器件分别对应的熔断器(FU)，图3中的FU1、FU2、FU3、FU4仅为熔断器的示例；电源管理模块还包括各个DO元器件分别对应的开关，图3中的K1、K2仅为开关的示例。

压裂车上的数字量输入(INPUT)元器件包括：急停开关(记为4S1)、怠速开关(记为4S2)、动力端润滑油压传感器(记为5B1)、液压系统主油压传感器(记为5B3)、控制柜温度传感器(记为5B10)、液压系统油温传感器(记为5B4)、动力端回油温度传感器(记为7B1)、动力端润滑油温传感器(记为5B2)、钥匙运行启动/停止单元(记为4S3)、控制系统上电自检单元(记为10A1_12F,10B)、动力端润滑压差开关(记为9S2)、大泵压力传感器(对应熔断器FU1)、发动机电源线路(记为对应熔断器FU2)以及大泵照明灯(对应熔断器FU3)等。

压裂车上的数字量输出(OUTPUT)元器件包括：左/右马达电磁阀、风扇控制电磁阀(记为8K3)、超压报警指示灯(记为6P2)、发动机报警指示灯(记为6P3)、传动箱报警指示灯(记为6P4)、动力端报警指示灯(记为6P5)、液力端报警指示灯(记为6P6)、声光报警器(记为17A1)、空挡继电器(记为10A1_3G)、急停继电器(记为10A1_2E，对应开关K1)、润滑继电器(记为10A1_11H)以及底盘取力继电器(对应开关K2)等。

当然，元器件还可以是其他需要进行检测的器件，例如压力开关、液位计、转速传感器、照明、润滑、加热炉、摄像系统、工控机、交换机、发动机或变速箱等。具体元器件根据作业车辆的实际情况和检测需求来制定。

电源管理模块具有CAN总线通信功能，通过CAN将对各个元器件的电流或电压的检测数据传输给PLC，由PLC进行进一步处理后得到检测结果，经过以太网交换机传输给上位机进行展示，提示工作人员排除故障。

需要说明的是，检测结果中包含故障的具体定位信息和故障信息，例如，图3中上位机展示的检测结果为：大泵压力传感器FU1已短路；发动机电源线路FU2已短路；大泵照明灯FU3已短路；急停继电器K1已断路；底盘取力继电器K2已断路。

工作人员看到上位机展示的检测结果后，能够快速定位故障、排除故障，恢复作业车辆的正常安全运行。

一个实施例中，如图4所示，基于故障诊断电路对作业车辆进行故障检测的过程如下：

检测开始后，采用具有CAN总线通信功能的电源管理模块，对作业车辆中的各个DI元器件、DO元器件进行实时检测；

判断是否出现任意一个或一个以上的DI元器件或DO元器件所在线路发生短路或断路的故障，若否，则重新进行检测；若是，则对CAN通信数据进行提取，得到检测数据；

电源管理模块将检测数据通过CAN传输给PLC；PLC对检测数据进行处理后，获得识读性更强的检测结果，通过以太网将检测结果传输给上位机；上位机给出准确的故障定位信息和提示信息。

工作人员按照故障定位信息和提示信息进行直接快速检修，达到快速正常施工目的。

本实用新型提供的故障检测电路，包括电源管理模块和可编程逻辑控制器；且电源管理模块的一端与作业车辆的至少一个元器件电连接，另一端与可编程逻辑控制器通信连接。通过电源管理模块，可以对作业车辆上需要检测的元器件进行实时检测。同时，电源管理模块将检测数据传输给可编程逻辑控制器，更利于作业车辆故障检测过程的管理。同时，由于电源管理模块分别与作业车辆的至少一个元器件电连接，当某一个元器件发生故障时，可以通过电源管理模块来确定故障元器件的具体信息，对故障进行定位和诊断，提升作业车辆故障检测的效率，提升故障检测效果。

进一步的，本实用新型提供的故障检测电路能够对作业车辆的关键元器件和重要元器件给出短路、断路故障诊断；快速提供短路、断路的故障定位点、故障提示，为故障快速查询及快速解决提供条件。设备的智能化、数字化程度提升，便捷易用，可提升用户对产品的认可。

本实用新型还提供一种作业车辆，包括至少一个元器件；作业车辆的元器件通过如上述各个实施例提供的故障检测电路进行故障检测。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种故障检测电路，其特征在于，包括电源管理模块和可编程逻辑控制器；且所述电源管理模块的一端与作业车辆的至少一个元器件电连接，另一端与所述可编程逻辑控制器通信连接。

2.根据权利要求1所述的故障检测电路，其特征在于，还包括上位机；

所述可编程逻辑控制器与所述上位机通信连接。

3.根据权利要求1所述的故障检测电路，其特征在于，所述元器件包括至少一个数字量输入元器件；

所述电源管理模块包括至少一个熔断器，所述熔断器与所述数字量输入元器件一一对应；

任意一个所述熔断器与对应的所述数字量输入元器件串联。

4.根据权利要求1所述的故障检测电路，其特征在于，所述元器件包括至少一个数字量输出元器件；

所述电源管理模块包括至少一个开关，所述开关与所述数字量输出元器件一一对应；

任意一个所述开关与对应的所述数字量输出元器件串联。

5.根据权利要求2所述的故障检测电路，其特征在于，还包括以太网交换机；

所述可编程逻辑控制器与所述以太网交换机通信连接；

所述以太网交换机与所述上位机通信连接。

6.根据权利要求1所述的故障检测电路，其特征在于，所述电源管理模块包括控制器局域网络单元；各个所述元器件并联；

所述控制器局域网络单元，分别与所述作业车辆的至少一个所述元器件电连接。

7.根据权利要求6所述的故障检测电路，其特征在于，所述控制器局域网络单元提供基于控制器局域网络的通信功能；

所述电源管理模块通过控制器局域网络与所述可编程逻辑控制器通信连接。

8.根据权利要求1所述的故障检测电路，其特征在于，任意一个所述元器件为所述作业车辆的传感器装置、照明类装置、发动机装置、变速箱装置、监控装置和智能控制装置中的任意一种。

9.根据权利要求2所述的故障检测电路，其特征在于，所述上位机包括显示装置、声音播放装置和灯光提示装置中的至少一种。

10.一种作业车辆，其特征在于，包括至少一个元器件；所述作业车辆的所述元器件通过如权利要求1-9任一项提供的故障检测电路进行故障检测。

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