專利名稱：基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦井提升機(jī)故障診斷系統(tǒng)，特別涉及一種基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
礦井提升設(shè)備是礦井生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，能否安全、經(jīng)濟(jì)、高效地運(yùn)行與它合理的使用，精心的維護(hù)檢修、科學(xué)的監(jiān)測控制息息相關(guān)?，F(xiàn)有的煤礦提升機(jī)的技術(shù)水平參差不齊，且提升機(jī)故障原因多種多樣，一旦發(fā)生故障難以及時做出準(zhǔn)確的保護(hù)動作。早期的故障診斷裝置是利用繼電器線路來實(shí)現(xiàn)的，其對提升機(jī)的安全運(yùn)行起到了一定的監(jiān)視和保護(hù)作用，但是基于繼電器的安全回路線路復(fù)雜、位置分散、穩(wěn)定性不夠、靈活性差，且將故障保護(hù)分成安全制動和報警兩部分，保護(hù)手段單一，造成系統(tǒng)頻繁的緊急制動，加快了機(jī)械磨損，不利于安全運(yùn)行，因此在實(shí)際使用時存在著種種缺陷，需要一種有效的實(shí)時的故障診斷方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的礦井提升機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)功能單一、故障查找困難的問題。本發(fā)明提出一種基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷方法，包括以下步驟(1)設(shè)置一知識庫，用于存儲故障信息及對應(yīng)的動作信號；(2)監(jiān)控采集直流電機(jī)的工作狀態(tài)信息；(3)根據(jù)直流電機(jī)的工作狀態(tài)信息判別是否存在故障；(4)若有故障，則按照預(yù)先分類好的故障信息與所述知識庫進(jìn)行比對，并獲得對應(yīng)的動作信號；(5)若沒有故障，則循環(huán)監(jiān)控電機(jī)的工作狀態(tài)。進(jìn)一步的，所述故障信息分為緊急斷電、斷電、緊急停車、停車、延時停車、報警六類。進(jìn)一步的，步驟(5)中，循環(huán)監(jiān)控電機(jī)的工作狀態(tài)是指循環(huán)監(jiān)測電機(jī)是否處于所述的故障信息下的工作狀態(tài)。進(jìn)一步的，循環(huán)監(jiān)控電機(jī)的工作狀態(tài)是在循環(huán)中依次檢測緊急斷電一斷電一緊急停車一停車一緊急斷電一延時停車一緊急斷電一斷電一緊急停車一報警。進(jìn)一步的，步驟( 之前還包括步驟按照故障信息，在起動前對所有故障點(diǎn)進(jìn)行檢測。進(jìn)一步的，步驟(1)中，在設(shè)置所述知識庫時，為故障信息與對應(yīng)的動作信號設(shè)置編號。本發(fā)明另提出一種基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷系統(tǒng)，包括一知識庫，用于存儲故障信息及對應(yīng)的動作信號；
一推理機(jī)，用于將采集到的直流電機(jī)的實(shí)時工作狀態(tài)信息與知識庫中的信息進(jìn)行比對，并判別提升機(jī)是否存在故障；所述推理機(jī)又進(jìn)一步包括十四片通用接口芯片，均與故障信息源連接；一譯碼器，分別與十四片通用接口芯片連接；一可編程接口芯片，分別與所述譯碼器、所有通用接口芯片及知識庫相連，用于將通用接口芯片傳輸來的工作狀態(tài)信息與知識庫中的信息進(jìn)行比對，并獲取動作信號，以及通過所述譯碼器控制十四片通用接口芯片的選通。進(jìn)一步的，所述通用接口芯片為8212芯片。進(jìn)一步的，所述可編程接口芯片為8255A芯片。進(jìn)一步的，所述譯碼器為74LS145芯片。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明對所有故障進(jìn)行了有效的分類，對各種故障處理方式的實(shí)用范圍做了新的規(guī)定，克服了當(dāng)前直流提升機(jī)安全保護(hù)單一的缺點(diǎn)，增加了可靠性，延長了機(jī)械壽命，提高了生產(chǎn)率。2、本發(fā)明的系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)，無需改動原直流提升機(jī)的任何部件，便可獲得雙重的保護(hù)功能。3、本發(fā)明具有很大的靈活性，對故障點(diǎn)的增減，硬件和軟件都很容易修改。4、本發(fā)明的知識庫可以由Turbo ftx)l0g語言編制，且直接與提升機(jī)檢測設(shè)備接口，因而編程簡單，實(shí)時性好。5、本發(fā)明具有很強(qiáng)的顯示功能，提升機(jī)運(yùn)行故障后，立即顯示第一故障；故障停車后，可顯示所有故障。這為提升機(jī)的故障分析提供了可靠的信息，同時，大大減輕了維修的
工作量。


圖1為本發(fā)明基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷系統(tǒng)的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明緊急斷電處理順序的一種實(shí)施例示意圖；圖3為本發(fā)明斷電1處理順序的一種實(shí)施例示意圖；圖4為本發(fā)明斷電3處理順序的一種實(shí)施例示意圖；圖5為本發(fā)明緊急停車處理順序的一種實(shí)施例示意圖；圖6為本發(fā)明停車處理順序的一種實(shí)施例示意圖；圖7為本發(fā)明基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷方法的一種實(shí)施例流程圖；圖8為本發(fā)明基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷方法的另一種實(shí)施例流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，具體說明本發(fā)明。請參見圖1，其為本發(fā)明基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷系統(tǒng)的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖，其包括知識庫1和推理機(jī)2，知識庫1用于存儲故障信息及對應(yīng)的動作信號，推理機(jī)2用于將采集到的直流電機(jī)的實(shí)時工作狀態(tài)信息與知識庫1中的信息進(jìn)行比對，并判別提升機(jī)是否存在故障。推理機(jī)2又進(jìn)一步包括十四片通用接口芯片3、譯碼器4和可編程接口芯片5，十四片通用接口芯片3均與故障信息源連接，譯碼器4分別與十四片通用接口芯片3連接，可編程接口芯片5分別與所述譯碼器、所有通用接口芯片3及知識庫1相連，用于將通用接口芯片3傳輸來的工作狀態(tài)信息與知識庫1中的信息進(jìn)行比對，并獲取動作信號，以及通過所述譯碼器4控制十四片通用接口芯片3的選通。其中，本實(shí)施例的通用接口芯片3采用8212芯片，譯碼器4采用74LS145芯片，可編程接口芯片5采用8255A芯片。工作時，采集直流提升機(jī)的工作狀態(tài)信號，將得到的故障信號匯總，根據(jù)信號的特點(diǎn)采用串并行輸入方式，將故障信號源中的信號每次并行輸入8個信號。因此針對輸入選用14片通用接口芯片3(8212芯片，8X14 = 112)，一片譯碼器4(74LS145芯片)，一塊可編程接口芯片5(8255A芯片)。讓可編程接口芯片5工作于方式0 (mode 0)——基本的輸入輸出方式，即使A 口輸入，B 口輸出，C 口輸出，B 口輸出的PBO PB3作為譯碼器4的輸入，譯碼器4的輸出(0 13)再作為14片82121/0 口的選通信號，被選通的通用接口芯片 3便將信息(8個)由可編程接口芯片5的A 口輸入計算機(jī)的控制回路，因此只要根據(jù)要求改變B 口的輸出，就可得到所希望的故障信息。針對輸出直接用通用并口板上的兩個8255A 的C 口輸出，輸出時8255A和8255A*都工作于按位置位/復(fù)位方式。輸出動作保護(hù)信號至控制回路，故障診斷完成。本發(fā)明的系統(tǒng)屬于人工智能研究的領(lǐng)域之一，通過讓電腦模仿人腦從事推理、規(guī)劃等思維活動，它在預(yù)測、診斷、設(shè)計、監(jiān)視、控制等方面都能得到較多的應(yīng)用。本發(fā)明的知識庫1可以通過Turbo ftOlog智能語言來建立，其中知識庫儲存著從專家那里獲得的專門的知識，包括知識的獲取、知識的表達(dá)方法、建立較小的系統(tǒng)原型然后通過實(shí)驗推廣擴(kuò)大系統(tǒng)。推理機(jī)則能夠根據(jù)知識對輸入信息推導(dǎo)出正確的答案，而不是簡單的搜索，本設(shè)計采用產(chǎn)生式專家系統(tǒng)，即當(dāng)外部信息輸入后，便在知識庫1中自動選擇規(guī)則，完成匹配、沖突解決、執(zhí)行規(guī)則這三步動作。直流提升機(jī)故障多種多樣，構(gòu)建本系統(tǒng)的主要信號共有83種。根據(jù)故障的嚴(yán)重程度對所有的信號進(jìn)行分類，分為六類故障信號以及輔助信號。針對六種不同的故障信號對提升機(jī)發(fā)出不同的動作信號，分別為緊急斷電、斷電、緊急停車、停車、延時停車、報警。具體的故障信號編號以及分類如表1所示
權(quán)利要求
1.一種基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟(1)設(shè)置一知識庫，用于存儲故障信息及對應(yīng)的動作信號；(2)監(jiān)控采集直流電機(jī)的工作狀態(tài)信息；(3)根據(jù)直流電機(jī)的工作狀態(tài)信息判別是否存在故障；(4)若有故障，則按照預(yù)先分類好的故障信息與所述知識庫進(jìn)行比對，并獲得對應(yīng)的動作信號；(5)若沒有故障，則循環(huán)監(jiān)控電機(jī)的工作狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷方法，其特征在于，所述故障信息分為緊急斷電、斷電、緊急停車、停車、延時停車、報警六類。
3.如權(quán)利要求2所述的基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷方法，其特征在于，步驟 (5)中，循環(huán)監(jiān)控電機(jī)的工作狀態(tài)是指循環(huán)監(jiān)測電機(jī)是否處于所述的故障信息下的工作狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求3所述的基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷方法，其特征在于，循環(huán)監(jiān)控電機(jī)的工作狀態(tài)是在循環(huán)中依次檢測緊急斷電一斷電一緊急停車一停車一緊急斷電 —延時停車一緊急斷電一斷電一緊急停車一報警。
5.如權(quán)利要求1所述的基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷方法，其特征在于，步驟 (2)之前還包括步驟按照故障信息，在起動前對所有故障點(diǎn)進(jìn)行檢測。
6.如權(quán)利要求1所述的基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷方法，其特征在于，步驟 (1)中，在設(shè)置所述知識庫時，為故障信息與對應(yīng)的動作信號設(shè)置編號。
7.一種基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括一知識庫，用于存儲故障信息及對應(yīng)的動作信號；一推理機(jī)，用于將采集到的直流電機(jī)的實(shí)時工作狀態(tài)信息與知識庫中的信息進(jìn)行比對，并判別提升機(jī)是否存在故障，所述推理機(jī)又進(jìn)一步包括十四片通用接口芯片，均與故障信息源連接；一譯碼器，分別與十四片通用接口芯片連接；一可編程接口芯片，分別與所述譯碼器、所有通用接口芯片及知識庫相連，用于將通用接口芯片傳輸來的工作狀態(tài)信息與知識庫中的信息進(jìn)行比對，并獲取動作信號，以及通過所述譯碼器控制十四片通用接口芯片的選通。
8.如權(quán)利要求7所述的基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述通用接口芯片為8212芯片。
9.如權(quán)利要求7所述的基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程接口芯片為8255A芯片。
10.如權(quán)利要求7所述的基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述譯碼器為74LS145芯片。
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于專家系統(tǒng)的礦井提升機(jī)故障診斷方法及系統(tǒng)，其方法包括以下步驟(1)設(shè)置一知識庫，用于存儲故障信息及對應(yīng)的動作信號；(2)監(jiān)控采集直流電機(jī)的工作狀態(tài)信息；(3)根據(jù)直流電機(jī)的工作狀態(tài)信息判別是否存在故障；(4)若有故障，則按照預(yù)先分類好的故障信息與所述知識庫進(jìn)行比對，并獲得對應(yīng)的動作信號；(5)若沒有故障，則循環(huán)監(jiān)控電機(jī)的工作狀態(tài)。本發(fā)明可靠性高，可以有效延長機(jī)械壽命，提高生產(chǎn)率。
文檔編號B66B5/02GK102358542SQ20111023798
公開日2012年2月22日 申請日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者吳瑋, 姜建國, 左東升, 徐亞軍, 戴鵬, 王貴峰, 羅* 申請人:上海交通大學(xué)