混凝土泵车的远程故障诊断系统

混凝土泵车一些容易发生故障的部位可以通过安装传感器等装置进行实时的监测，以快速判断故障发生的原因并对可能发生的事故及时发出预警。图1示出了部分传感器的安装位置。机油压力传感器安装在粗滤器壳上，以监测机油压力；温度传感器以热敏电阻使用最广，安装在发动机汽缸盖水套上，并与冷却水直接接触，监测发动机的温度变化；安装在液压管路中（高压油输入端口处），监测液压油的温度（因为许多故障就是由于液压油温过高造成的）；霍尔传感器安装在泵上的监测泵转速；压力传感器和流量传感器监测液压管路中的压力和流量；液位传感器安装在发动机油底壳、液压油箱及水散热器中，监测液面的高度；在臂架上安装振动加速度传感器，当监测到的频率较低时，表明可能有尺寸较大的裂纹或缺陷；用倾角传感器监测翻车的物理量。

　　传感器以物理传感器为主。传感器将泵车各个部分的工作状态以物理信号的方式表现出来，物理信号经过标定、运算放大、滤波、A/D转换电路，最终转化成数字信号，便于识别和处理。在信号处理电路中还要考虑温度漂移和零位漂移。
　　需要注意的是，由于泵车的臂架部分刚性差，输送过程中产生交变载荷，臂架和节臂尾部铰点处的侧耳等处会产生肉眼难以发现的微小裂纹，且传感器无法监测，所以需要使用无损检测设备，比如红外热波检测、磁粉监测等。且需要经常将监测数据传输到数据中心，以便进行故障的预报，防止臂架断裂等事故的发生。
　　远程故障诊断是设备故障诊断技术、计算机网络技术和通信技术的结合，由3部分组成，即对从网络传输的监测数据进行储存；对数据进行过滤，分离出异常信号；由专家系统对过滤出的问题进行诊断，分析故障原因（见图2）。

　　在工程机械上建立状态监测点，采集其状态数据；在诊断中心集中控制。远程故障诊断可以使机械设备的故障诊断更加灵活方便，也能实现资源共享，还可以对多台泵车或者其他工程机械同时进行监控和诊断。
　　使用全球移动通讯系统（GSM）和通用分组无线业务（GPRS）可以实现信号的远程传输。能够有效地将故障住处传输到数据中心，具有很高的性价比，非常适合在工程机械上使用。远程故障诊断系统如图3所示。

　　专家系统是通过故障的知识库与推理机，计算机借助现场的数据利用知识库和推理机进行深入的逻辑推理，找出故障原因。由于工程机械故障的多样性、突发性、成因复杂性，系统能够在出现新故障时通过自学习不断调整权值，提高故障的检测率，降低漏报率和误报率，快速查找故障部位并指导故障排除，减少不必要的设备拆装。
　　系统工作时，各传感器将采集到的信号转换后送至处理器，处理器通过专家系统调用数据库，进行综合比较判断分析。如果确认系统为正常状态，则继续对系统进行检测；若判断异常，则报警并进入论断模式。如果根据数据库中已有的案例集，可以判断故障原因，则给出故障原因，并提示维修方法。并且事先将故障划分为若干个等级，如果故障等级超出设定的等级，处理器发出指令将泵车的工作系统锁死，直到事故排除，避免事故的进一步发生。
　　如果判断不出故障原因，则进入学习模式，记录设备的状态参数，并借助专家的帮助建立新的故障案例，扩展知识库。在每一次进行故障诊断之后，系统自动记录发生故障的位置和该位置发生故障的频率，并且将数据汇总到数据库中，这样就可以对易发生故障位置进行可靠性分析。
　　远程监控中心还可以对故障进行协同处理和统一管理，汇总故障，对故障任务进行归类，并下达子任务到各个远程诊断资源点，各个远程诊断资源点再对子任务进行诊断。这样就可以充分发挥各个诊断资源的优势，做到优势互补。
　　无论混凝土泵车位于何处，只要用户开通了远程诊断系统，系统就可随时监控机器的运转情况，及时对发生的故障进行会诊，并能地第一时间提出排除故障的方案。