专利名称：一种线路故障的检测方法、设备和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械控制领域，尤其涉及一种基于脉冲宽度调节PWM比例阀线路故障的检测方法、设备和系统。
背景技术：
在现有的工程机械控制系统中，具有对开关阀线路进行保护的功能，能够对开关阀的短路和/或断路进行检测。其中，通过监控继电器对开关阀线路的短路和/或断路进行监测，对安全环节的许多并联输入信号进行估计，并使监控继电器失电，以切断发生危险的设备元件，同时关断了所有输出，保护电器元件不受损坏。具体地，当控制系统中的开关阀线路出现短路时，控制器会自动关闭电路，同时自动关闭与开关阀线路相关的输入输出电源，以保护控制器和负载的安全；并在故障排除后，自动复位进行工作。但是，在工程机械设备中，除了开关阀线路之外，还存在PWM比例阀线路，脉冲宽度调节PWM主要应用在移动车辆中，用于对比例阀组进行控制。在现有技术中，对PWM比例阀线路进行短路和/或断路的方式仅限于通过控制器对各个PWM比例阀线路的电流检测，当流经PWM比例阀线路的电流过大时，自动将PWM比例阀线路的保险线路切断，以保证设备的安全性，但是，由于多个PWM比例阀线路共有一条保险线路，在保险线路被切断时，无法准确判断出现故障的PWM比例阀线路，进而降低工程机械设备的工作效率。
发明内容
本发明实施例提供了一种线路故障的检测方法、设备和系统，用于解决现有技术中PWM比例阀线路出现故障时无法准确判定，进而降低工程机械设备的工作效率。一种线路故障的检测方法，包括:根据采集到的输入的外围信号判断是否存在脉冲宽度调节PWM信号输出；在确定有PWM信号输出时，计算得到发电机产生的电压达到稳定时对应的第一时长;在延时至少第一时长之后，检测每一条比例阀线路上输出的第一实际电流，并将检测到的第一实际电流与设定的电流值进行比较；当比较结果为检测到的第一实际电流小于设定的电流值时，确定该比例阀线路出现断路；当比较结果为检测到的第一实际电流不小于设定的电流值时，计算该比例阀线路上的电流达到稳定时对应的第二时长；在延时至少第二时长之后，检测该比例阀线路上输出的第二实际电流，并判断检测到的第二实际电流是否大于允许通过的最大输出电流值；在判断结果为检测到的第二实际电流大于允许通过的最大输出电流值时，确定该比例阀线路出现短路。一种线路故障的检测设备，包括:第一判断单元，用于根据采集到的输入的外围信号判断是否存在脉冲宽度调节PWM信号输出；第一计算单元，用于在确定有PWM信号输出时，计算得到发电机产生的电压达到稳定时对应的第一时长；第一检测单元，用于在延时至少第一时长之后，检测每一条比例阀线路上输出的第一实际电流；比较单元，用于将检测到的第一实际电流与设定的电流值进行比较，当比较结果为检测到的第一实际电流小于设定的电流值时，确定该比例阀线路出现断路；第二计算单元，用于当比较结果为检测到的第一实际电流不小于设定的电流值时，计算该比例阀线路上的电流达到稳定时对应的第二时长；第二检测单元，用于在延时至少第二时长之后，检测该比例阀线路上输出的第二实际电流；第二判断单元，用于判断检测到的第二实际电流是否大于允许通过的最大输出电流值，在判断结果为检测到的第二实际电流大于允许通过的最大输出电流值时，确定该比例阀线路出现短路。一种线路故障的检测系统，包括:包含上述的任一检测设备。本发明有益效果如下:本发明实施例通过根据采集到的输入的外围信号判断是否存在脉冲宽度调节PWM信号输出，在确定有PWM信号输出时，计算得到发电机产生的电压达到稳定时对应的第一时长，并在延时至少第一时长之后，检测每一条比例阀线路上输出的第一实际电流，将检测到的第一实际电流与设定的电流值进行比较，当比较结果为检测到的第一实际电流小于设定的电流值时，确定该比例阀线路出现断路，并当比较结果为检测到的第一实际电流不小于设定的电流值时，计算该比例阀线路上的电流达到稳定时对应的第二时长，再延时至少第二时长之后，检测该比例阀线路上输出的第二实际电流，并判断检测到的第二实际电流是否大于允许通过的最大输出电流值，在判断结果为检测到的第二实际电流大于允许通过的最大输出电流值时，确定该比例阀线路出现短路，与现有技术相比，通过每条比例阀线路上输出的电流值确定该比例阀线路出现故障的情况，弥补了现有控制系统无法准确判定出现故障的比例阀线路，提高了故障检测的准确度，进一步提高了工程机械的工作效率。
图1为发明实施例一的一种线路故障的检测方法流程图；图2 (a)为PWM电路的基本电路图；图2 (b)为PWM电流波形图；图3为本发明实施例二的一种线路故障的检测设备的结构示意图；图4为本发明实施例三的一种线路故障的检测系统的结构示意图。
具体实施方式
为了实现本发明的目的，本发明实施例提供了一种线路故障的检测方法、设备和系统，根据采集到的输入的外围信号判断是否存在脉冲宽度调节PWM信号输出，在确定有PWM信号输出时，计算得到发电机产生的电压达到稳定时对应的第一时长，并在延时至少第一时长之后，检测每一条比例阀线路上输出的第一实际电流，将检测到的第一实际电流与设定的电流值进行比较，当比较结果为检测到的第一实际电流小于设定的电流值时，确定该比例阀线路出现断路，并当比较结果为检测到的第一实际电流不小于设定的电流值时，计算该比例阀线路上的电流达到稳定时对应的第二时长，再延时至少第二时长之后，检测该比例阀线路上输出的第二实际电流，并判断检测到的第二实际电流是否大于允许通过的最大输出电流值，在判断结果为检测到的第二实际电流大于允许通过的最大输出电流值时，确定该比例阀线路出现短路，与现有技术相比，通过每条比例阀线路上输出的电流值确定该比例阀线路出现故障的情况，弥补了现有控制系统无法准确判定出现故障的比例阀线路，提高了故障检测的准确度，进一步提高了工程机械的工作效率。下面结合说明书附图对本发明各个实施例进行详细描述。实施例一:如图1所示，为发明实施例一的一种线路故障的检测方法流程图，所述方法包括:步骤101:根据采集到的输入的外围信号判断是否存在脉冲宽度调节PWM信号输出，若存在，则执行步骤102 ;否则，说明没有脉冲宽度调节PWM信号输出，结束执行。具体地，在步骤101中，所述采集到的输入的外围信号是指采集参与控制PWM比例阀输出的控制输入信号，如:压力、角度、长度、速度等信号。通过这些信号确定设备是否有脉冲宽度调节PWM信号输出。在采集到输入的外围信号之后，执行以下操作:首先，根据采集到的输入的外围信号，判断输出的PWM信号对应的信号值是否大于设定的PWM信号值。具体地，由于PWM输出的信号转换为模拟量的电压输出，该电压是地和电源之间的有时间间隔的电压信号，因此，设定的PWM信号根据PWM比例阀的特性和控制系统的控制要求通过以下方式确定:确定该PWM比例阀线路上允许通过的最小电流值和该PWM比例阀线路上电阻值，利用确定的所述最小电流值和所述电阻值，计算得到该PWM比例阀线路的空占比参数，所述设定的PWM信号值与所述空占比参数和所述空占比参数转化成为数字量的比例系数之积相同。其次，当输出的PWM信号对应的信号值大于设定的PWM信号值时，确定存在脉冲宽度调节PWM信号输出；第三，当输出的PWM信号对应的信号值不大于设定的PWM信号值时，确定不存在脉冲宽度调节PWM信号输出。步骤102:在确定有PWM信号输出时，计算得到发电机产生的电压达到稳定时对应的第一时长。具体地，在步骤102中，所述计算得到发电机产生的电压达到稳定时对应的第一时长，具体包括:首先，利用以下公式计算得到发电机工作的周期:
权利要求
1.一种线路故障的检测方法，其特征在于，包括: 根据采集到的输入的外围信号判断是否存在脉冲宽度调节PWM信号输出； 在确定有PWM信号输出时，计算得到发电机产生的电压达到稳定时对应的第一时长；在延时至少第一时长之后，检测每一条比例阀线路上输出的第一实际电流，并将检测到的第一实际电流与设定的电流值进行比较； 当比较结果为检测到的第一实际电流小于设定的电流值时，确定该比例阀线路出现断路； 当比较结果为检测到的第一实际电流不小于设定的电流值时，计算该比例阀线路上的电流达到稳定时对应的第二时长； 再延时至少第二 时长之后，检测该比例阀线路上输出的第二实际电流，并判断检测到的第二实际电流是否大于允许通过的最大输出电流值； 在判断结果为检测到的第二实际电流大于允许通过的最大输出电流值时，确定该比例阀线路出现短路。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据采集到的输入的外围信号判断是否存在脉冲宽度调节PWM信号输出，具体包括: 根据采集到的输入的外围信号，判断输出的PWM信号对应的信号值是否大于设定的PWM信号值； 当输出的PWM信号对应的信号值大于设定的PWM信号值时，确定存在脉冲宽度调节PWM信号输出； 当输出的PWM信号对应的信号值不大于设定的PWM信号值时，确定不存在脉冲宽度调节PWM信号输出。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设定的PWM信号值是通过以下方式确定: 确定该PWM比例阀线路上允许通过的最小电流值和该PWM比例阀线路上电阻值；利用确定的所述最小电流值和所述电阻值，计算得到该PWM比例阀线路的空占参数；所述设定的PWM信号值与所述空占比参数和所述空占比参数转化成为数字量的比例系数之积相同。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算得到发电机产生的电压达到稳定时对应的第一时长，具体包括: 利用以下公式计算得到发电机工作的周期: eu 二 Em sin ω( = -s/2/:' , sin cotev 二 Iir, sin(0 — 二. r) 二 sm(co1--K)； 33 ew = Em sin( / + — π) = 42Εφ sin(mi + — Λ") 其中:Em为每相电动势的最大值，ω为发电机工作的角速度，Εφ为每相电动势的有效值； 根据得到的发电机工作的周期计算发电机产生的电压达到稳定时对应的第一时长。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算比例阀线路上的电流达到稳定时对应的第二时长，具体包括: 通过以下方式计算得到该比例阀线路上的平均电流值:
6.一种线路故障的检测设备，其特征在于，包括: 第一判断单元，用于根据采集到的输入的外围信号判断是否存在脉冲宽度调节PWM信号输出； 第一计算单元，用于在确定有PWM信号输出时，计算得到发电机产生的电流达到稳定时对应的第一时长； 第一检测单元，用于在延时至少第一时长之后，检测每一条比例阀线路上输出的第一实际电流； 比较单元，用于将检测到的第一实际电流与设定的电流值进行比较，当比较结果为检测到的第一实际电流小于设定的电流值时，确定该比例阀线路出现断路； 第二计算单元，用于当比较结果为检测到的第一实际电流不小于设定的电流值时，计算该比例阀线路上的电流达到稳定时对应的第二时长； 第二检测单元，用于再延时至少第二时长之后，检测该比例阀线路上输出的第二实际电流； 第二判断单元，用于判断检测到的第二实际电流是否大于允许通过的最大输出电流值，在判断结果为检测到的第二实际电流大于允许通过的最大输出电流值时，确定该比例阀线路出现短路。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于， 所述第一判断单元，具体用于根据采集到的输入的外围信号，判断输出的PWM信号对应的信号值是否大于设定的PWM信号值，当输出的PWM信号对应的信号值大于设定的PWM信号值时，确定存在脉冲宽度调节PWM信号输出； 当输出的PWM信号对应的信号值不大于设定的PWM信号值时，确定不存在脉冲宽度调节PWM信号输出。
8.如权利要求6所述的设备，其特征在于， 所述第一计算单元，具体用于利用以下公式计算得到发电机工作的周期:
9.如权利要求6所述的设备，其特征在于， 所述第二计算单元，具体用于通过以下方式计算得到该比例阀线路上的平均电流值:
10.一种线路故障的检测系统,其特征在于,包括:包含权利要求6 9所述的任一检测设备。
全文摘要
本发明公开了一种线路故障的检测方法、设备和系统，主要内容包括在确定有PWM信号输出时，计算发电机产生的电压达到稳定时的第一时长，并在延时至少第一时长后，将检测到的每一条比例阀线路上输出第一实际电流与设定的电流值进行比较，检测到的第一实际电流小于设定的电流值时，确定该线路断路；在确定有实际电流输出时，计算比例阀线路上电流达到稳定时对应的第二时长，再延时至少第二时长后，检测到的该线路上输出的第二实际电流大于允许通过的最大输出电流值时，确定该线路短路，通过对每条比例阀线路上输出电流值的计算来确定该比例阀线路出现故障的情况，弥补了现有控制系统无法准确判定出现故障的比例阀线路，提高了故障检测的准确度。
文档编号G01R31/02GK103176101SQ20131006957
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月5日 优先权日2013年3月5日
发明者蒋佳利, 郭纪梅, 黎鑫溢 申请人:中联重科股份有限公司