专利名称：一种煤机变频器的故障诊断装置与方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种煤机变频器的故障诊断装置与方法。
背景技术：
目前，故障检测诊断技术被应用在煤矿机电设备中，如专利号申请号为 CN201010286315，名称为“矿井安全监控应用技术”的文献公开了一种矿井安全监控系统， 其利用监控软件实现实时对安全回路、提升机实时运行状态、实时运行速度、提升深度、提升信号、故障显示及记忆、数据存储和查询多画面监控。其中，该提升机位于地面，矿井安全监控系统采集的数据可通过总线直接传递并保存在上位机中，且主要用于对整个提升机进行运行状态监测、故障分析、显示及记忆，其监控依赖于整个矿井监控软件。对于在井下工作面运行的煤机设备，要求在每个班组中保持一定的开机率，只有割完“一刀”后，才有专业维修人员进行设备检修与维护。一个班组中的任何停机故障都将影响过煤量。目前，公知的矿用变频器主要由驱动板、主控板、功率控制板、信息采集板、保护板、指令板、电源板构成，其辅助设备则由滤波器、电抗器、编码器组成。正常运行时，井下煤机变频调速系统采集与处理单元的变频器工作参数，通过总线传给主控器，由主控器通过对信息的处理和分析，从而判断煤机设备的工作状态。当变频调速系统故障时，除变频器输出过电流、直流母线过电压外，煤机设备只能显示出最终故障代码，由于故障代码不能迅速直观的读出故障类型，且没有对应故障处理的操作指导，只能等专业维修人员前来处理， 这将影响工作面的开机率，影响过煤量。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本发明的第一目的在于提供一种便于故障处理且能有效保存历史工作参数的煤机变频器的故障诊断装置，包括信息采集单元，用于实时采集煤机变频器的工作参数，并存储预设时间段内采集到的工作参数；处理单元，用于根据预设时间段内采集到的工作参数，确定每类工作参数在预设时间段内的变化信息，并且根据变化信息与预设的非故障参考信息的比对结果确定变化信息是否异常，以及在确定变化信息异常时，根据比对结果确定对应的故障类型。为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本发明的第二目的在于提供一种便于故障处理且能有效保存历史工作参数的煤机变频器的故障诊断方法，包括实时采集煤机变频器的工作参数，并存储预设时间段内采集到的工作参数；根据预设时间段内采集到的工作参数，确定每类工作参数在预设时间段内的变化信息；根据变化信息与预设的非故障参考信息的比对结果确定变化信息是否异常；在确定变化信息异常时，根据比对结果确定对应的故障类型。本发明各实施例中通过将变频器的历史工作参数进行存储，并利用该历史工作参数进行变频器的故障在线诊断，克服了现有井下煤机变频器无法保存历史工作参数的缺陷，且便于及时对故障进行处理。
图1所示为本发明煤机变频器的故障诊断装置的实施例第一结构示意图；图2所示为本发明煤机变频器的故障诊断装置的实施例第二结构示意图；图3所示为本发明煤机变频器的故障诊断方法的实施例流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。装置实施例如图1所示，本发明中的故障诊断装置11与变频器连接，作为变频器的辅助工作设备之一，用于对变频器的故障进行诊断，辅助变频器进行运行参数记录、状态监测及故障分析、显示与记忆。如图2所示，本发明的故障诊断装置11的实施例包括信息采集单元111，用于实时采集煤机变频器的工作参数，并存储预设时间段内采集到的工作参数；具体操作时，从井下煤机的变频调速系统采集的变频器工作参数，如变频器信息采集与处理单元113(如变频器中的主控板及信息采集板)的电压、电流、转速、功率、温度等工作参数；采集时间可以根据需要设定，一般不小于Ims ；预设时间段也可根据需要设置，结合井下工作人员的换班时间间隔，可设定为M小时，即保存M小时内采集的历史工作参数；处理单元113，用于根据预设时间段内采集到的工作参数，确定每类工作参数在预设时间段内的变化信息，并且根据变化信息与预设的非故障参考信息的比对结果确定变化信息是否异常，以及在确定变化信息异常时，根据比对结果确定对应的故障类型；具体操作时，处理单元113可以根据采集到的预设时间段内的历史工作参数，做出变频器历史工作参数的曲线，如M小时内电流变化曲线图；再将该电流变化曲线图与预设的非故障状态时的电流参考曲线图进行对比，在二者不匹配时，确定电流参数有故障；根据比对结果看属于预设的哪种故障类型(即预先设定各种故障类型对应的参数信息)；这样，实现了变频器工作状态检测、故障在线识别与诊断。还可以预设设定每种故障类型与故障处理方案的对应关系，根据故障类型即可确定对应的故障处理方案。上述信息采集单元 111及处理单元113可以统属于控制器。优选地，为了实现在井底能编辑地显示故障类型上述故障诊断装置11可以位于井下，进一步优选地，如图2所示安装在煤机设备的电控箱内部。由于变频器及故障诊断装置11均设置在井下煤机密封的电控箱内，有利于简化传输线路的设置。优选地，为了实现变频机的历史工作参数能便捷地带至井上，该障诊断装置11还可以包括无线发射单元115，无线发射单元115用于将预设时间段内采集到的工作参数发送至位于井下的遥控器；当然，该无线发射单元115还可以将处理单元113确定的故障类型及故障诊断的历史工作记录发送至带有数据存储功能的遥控器。这样，每进行一次换班(不超出M小时)，由换班工人将遥控器带至地面以便于将数据导出，实现了在简化传输路线的基础上将历史工作参数通过总线外的途径带出至地面，同时也避免了现有技术必须在操作困难的井下环境中通过拆卸电控箱读取变频器的主控器以获取煤机设备的工作参数的不便。优选地，为了便于井下工作人员，特别是非专业技术人员，能够在发生故障时及时地处理故障，处理单元113可以包括实现上述确定变化信息、变化信息是否异常及故障类型的第一处理子单元，以及第二处理子单元，该第二处理子单元用于根据故障类型确定对应的预设故障解决方案，并且存储故障类型。便于井下作业人员的工作，该第二处理子单元还将故障解决方案及故障类型发送至位于井下的显示装置进行显示。如图2所示，其中，煤机设备的主控器、变频器、显示装置及故障诊断装置11的控制器均挂设在总线上，总线上的信息传递可以遵循CAN0PEN协议。进一步优选地，该故障诊断装置11还可以包括查询单元(图未示)，用于接收故障类型查询信息及历史工作参数查询信息，并根据故障类型查询信息，从第二处理子单元中获取对应的故障类型，以及根据历史工作参数查询信息，从信息采集单元111中获取对应的工作参数。这样实现了变频器的历史故障与历史工作参数的查询。方法实施例如图3所示，本发明的故障诊断方法的实施例包括步骤301 实时采集煤机变频器的工作参数，并存储预设时间段内采集到的工作参数；如采集变频器信息采集板及主控器的电压、电流、转速、功率、温度等工作参数；步骤302 根据预设时间段内采集到的工作参数，确定每类工作参数在预设时间段内的变化信息，如进行历史工作参数的曲线分析；步骤303 根据变化信息与预设的非故障参考信息的比对结果确定变化信息是否异常；并在确定变化信息异常时，根据比对结果确定对应的故障类型；步骤304 根据故障类型确定对应的预设故障解决方案，并且存储故障类型；步骤305 将预设时间段内采集到的工作参数及故障类型发送至位于井下带有存储功能的遥控器；步骤306 将故障解决方案及故障类型发送至位于井下的显示装置进行显示；步骤307 接收故障类型查询信息及历史工作参数查询信息，并根据故障类型查询信息，获取对应的故障类型，以及根据历史工作参数查询信息，获取对应的工作参数。本领域技术人员可以理解，步骤305、306及307没有时间次序关系，本实施例中的步骤排序不应解释为对本发明的限定。本发明各实施例能实现在井下工作面的恶劣环境下，可以方便地进行变频器的故障在线诊断、故障历史查询和处理；对于一般性变频器故障，技术人员在地面即可指导井下工人自行按照故障应对方案进行故障处理，从而缩短了停机时间；另外，不需要打开电控箱，即可读取和下载变频器的历史工作参数，为矿用变频器的维护和状态检测提供了极大便利，克服了现有井下煤机变频器无法保存历史工作参数、检修不便、故障处理不及时、无指导依据的不足。以上仅为本发明的较佳实施例而已，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。
权利要求
1.一种煤机变频器的故障诊断装置，其特征在于，包括信息采集单元(111)，用于实时采集煤机变频器的工作参数，并存储预设时间段内采集到的工作参数；处理单元(113)，用于根据所述预设时间段内采集到的工作参数，确定每类工作参数在所述预设时间段内的变化信息，并且根据所述变化信息与预设的非故障参考信息的比对结果确定所述变化信息是否异常，以及在确定所述变化信息异常时，根据所述比对结果确定对应的故障类型。
2.根据权利要求1所述的故障诊断装置，其特征在于，所述故障诊断装置位于井下，并且还包括无线发射单元(115)，所述无线发射单元(115)用于将所述预设时间段内采集到的工作参数发送至位于井下的遥控器。
3.根据权利要求1或2所述的故障诊断装置，其特征在于，所述处理单元(113)包括 第一处理子单元，用于根据所述预设时间段内采集到的工作参数，确定每类工作参数在所述预设时间段内的变化信息，并且根据所述变化信息与预设的非故障参考信息的比对结果确定所述变化信息是否异常，以及在确定所述变化信息异常时，根据所述比对结果确定对应的故障类型；第二处理子单元，用于根据所述故障类型确定对应的预设故障解决方案，并且存储所述故障类型。
4.根据权利要求3所述的故障诊断装置，其特征在于，所述第二处理子单元还用于将所述故障解决方案及故障类型发送至位于井下的显示装置进行显示。
5.根据权利要求3中所述的故障诊断装置，其特征在于，还包括查询单元，用于接收故障类型查询信息及历史工作参数查询信息，并根据所述故障类型查询信息，从所述第二处理子单元中获取对应的故障类型，以及根据所述历史工作参数查询信息，从所述信息采集单元111中获取对应的工作参数。
6.一种煤机变频器的故障诊断方法，其特征在于，包括实时采集煤机变频器的工作参数，并存储预设时间段内采集到的工作参数； 根据所述预设时间段内采集到的工作参数，确定每类工作参数在所述预设时间段内的变化信息；根据所述变化信息与预设的非故障参考信息的比对结果确定所述变化信息是否异常；在确定所述变化信息异常时，根据所述比对结果确定对应的故障类型。
7.根据权利要求6所述的故障诊断方法，其特征在于，在所述存储预设时间段内采集到的工作参数的步骤之后还包括将所述预设时间段内采集到的工作参数发送至位于井下的遥控器。
8.根据权利要求7所述的故障诊断方法，其特征在于，在所述根据所述比对结果确定对应的故障类型的步骤之后还包括将所述故障类型发送至所述遥控器。
9.根据上述权利要求6-8中任一项所述的故障诊断方法，其特征在于，在所述根据所述比对结果确定对应的故障类型的步骤之后还包括根据所述故障类型确定对应的预设故障解决方案，并且存储所述故障类型；将所述故障解决方案及故障类型发送至位于井下的显示装置进行显示。
10.根据权利要求9中所述的故障诊断方法，其特征在于，还包括 接收故障类型查询信息及历史工作参数查询信息，并根据所述故障类型查询信息，获取对应的故障类型，以及根据所述历史工作参数查询信息，获取对应的工作参数。
全文摘要
本发明提出了一种煤机变频器的故障诊断装置与方法，其中，该故障诊断装置包括信息采集单元，用于实时采集煤机变频器的工作参数，并存储预设时间段内采集到的工作参数；处理单元，用于根据预设时间段内采集到的工作参数，确定每类工作参数在预设时间段内的变化信息，并且根据变化信息与预设的非故障参考信息的比对结果确定变化信息是否异常，以及在确定变化信息异常时，根据比对结果确定对应的故障类型。本发明克服了现有井下煤机变频器无法保存历史工作参数的缺陷，且便于及时对故障进行处理。
文档编号G01D21/02GK102313580SQ201110287169
公开日2012年1月11日 申请日期2011年9月24日 优先权日2011年9月24日
发明者刘召安, 史喜阳, 黄向阳 申请人:三一重型装备有限公司