淬火机床感应加热电源故障诊断系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种淬火机床感应加热电源故障诊断系统，包括隔离装置，隔离装置的输出端连接有下位机诊断装置，下位机诊断装置连接有上位机诊断装置；下位机诊断装置包括与隔离装置连接的信号采集模块，信号采集模块的输出端连接有PC机，且PC机内设有操作选择模块，PC机的输出端连接有下位机诊断显示器，且PC机的输出端通过通讯装置连接至所述上位机诊断装置；所述上位机诊断装置包括微处理器，所述微处理器的输入端通过所述通讯装置连接至所述PC机，所述微处理器的输出端分别连接有信息显示模块、上位机诊断显示器和存储模块。本感应加热电源诊断系统具有专家诊断、智能监控的能力，可以远程指导现场检修使用，使用方便快捷。
【专利说明】淬火机床感应加热电源故障诊断系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种诊断系统，尤其涉及一种适用于高频淬火机床的淬火机床感应加热电源故障诊断系统。
【背景技术】
[0002]随着感应热处理生产线自动化控制程度及电源高可靠性要求的提高，必须加强加热工艺成套装置的开发。同时感应加热系统正向智能化控制方向发展，具有计算机智能接口、远程控制和故障自动诊断功能，小型化以及适合野外作业，高效节能及智能控制性能的感应加热电源系统已经开始出现；现代感应加热电源正朝着大功率，高频化方向发展。这对现代电力电子器件来说是一个相当大的挑战。然而目前机械行业多数厂家淬火生产设备仍比较落后，工作不够稳定，适应性能差，不能满足多种工艺和多品种的淬火工艺要求。基于现有技术产品中存在的上述缺陷和不足，因此急需一种具有故障诊断智能控制的高频淬火机床感应电源诊断系统。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种能智能监控、远程诊断指导的淬火机床感应加热电源故障诊断系统。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:淬火机床感应加热电源故障诊断系统，包括与感应加热电源连接的隔离装置，所述隔离装置的输出端连接有下位机诊断装置，所述下位机诊断装置连接有上位机诊断装置；
[0005]所述下位机诊断装置包括与所述隔离装置连接的信号采集模块，所述信号采集模块的输出端连接有PC机，且所述PC机内设有操作选择模块，所述PC机的输出端连接有下位机诊断显示器，且所述PC机的输出端通过通讯装置连接至所述上位机诊断装置；
[0006]所述上位机诊断装置包括微处理器，所述微处理器的输入端通过所述通讯装置连接至所述PC机，所述微处理器的输出端分别连接有信息显示模块、上位机诊断显示器和存储丰吴块。
[0007]作为一种改进，所述感应加热电源包括整流电路，所述整流电路两端连接有逆变电路，所述逆变电路两端连接有感应电路。
[0008]作为一种改进，所述信号采集模块采集的信息包括所述感应加热电源的无电状态信息、半电状态信息、全电状态信息和所述逆变电路的电压和波形信息。
[0009]作为一种改进，所述下位机诊断显示器和所述上位机诊断显示器分别设置为液晶显示器。
[0010]作为一种改进，所述通讯装置设置为RS-485通讯接口、RS-232通讯接口或无线以太网。
[0011]作为一种改进，所述信息显示模块包括用于显示所述感应加热电源加热信息的LED数字显示窗。[0012]作为一种改进，所述存储模块包括设置在所述微处理器内的内存储器或安装在所述微处理器上用于连接外部U盘、移动硬盘的USB接口。
[0013]作为一种改进，所述隔离装置包括电气隔离板、信号隔离板和通讯隔离板。
[0014]由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
[0015]1.通过实时诊断控制，可以有效地提高生产效率至两倍以上，较大程度地缩减了维修、维护时间,从而大大节约了人工成本和设备投资成本。
[0016]2.本感应加热电源诊断系统具有专家诊断、智能监控的能力，可以远程指导现场检修使用，使用方便快捷。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:
[0018]图1是本发明的结构框体图；
[0019]图2是本发明感应加热电源的电路原理图；
[0020]图3是本发明下位机诊断装置的结构框图；
[0021]图4是本发明上位机诊断装置的结构框图；
[0022]图中:1_整流电路；2-逆变电路；3-感应电路。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，淬火机床感应加热电源故障诊断系统，包括与感应加热电源连接的隔离装置，所述隔离装置的输出端连接有下位机诊断装置，所述下位机诊断装置连接有上位机诊断装置。
[0024]如图2所示，所述感应加热电源包括整流电路I，所述整流电路I两端连接有逆变电路2，所述逆变电路2两端连接有感应电路3。其中逆变电路2主要包括IGBT逆变模块，感应电路3为RC感应电路3，整流电路1、逆变电路2和感应电路3为本【技术领域】内普通技术人员所熟知的内容，在这里不再详述。
[0025]本实施例的所述感应加热电源为PPST高频感应电源，是全新一代智能化电源，采用全数字集成电路控制，具有过电压、过电流、功率、频率、进出水压差、冷却水温度、不起振、逆变失败、限压、限流、工作频率跟踪及其故障报警保护功能。且PPST高频感应电源可编程十二个不同类型的加热工件，每个类型的工件可包含二十五条执行动作，对每一工件的工作电压、电流、频率可通过程序来设定。，以减少了人工误操作带来的产品质量的不稳定。同时高频感应电源的频率采用自动跟踪自适应，能通过选购的外部电感使电源频率可在35?IOOKHz的中频宽频率范围内和135?400KHz高频范围内均实现自适应控制。
[0026]如图3所示，本实施例的所述下位机诊断装置包括与所述隔离装置连接的信号采集模块，所述信号采集模块的输出端连接有PC机，所述PC机内存储有感应加热电源的标准信息参数，且所述PC机内设有操作选择模块，所述PC机的输出端连接有下位机诊断显示器，且所述PC机的输出端通过通讯装置连接至所述上位机诊断装置，下位机诊断装置主要实现状态检测、检测信号间的切换与选择、数据采集等功能，其中状态检测主要依靠信号采集模块完成；检测信号间的切换与选择主要依靠操作选择模块完成，且操作选择模块可设置为在PC机内的选择功能按键；数据采集有信号采集模块完成。
[0027]所述信号采集模块采集的信息包括所述感应加热电源的无电状态信息、半电状态信息、全电状态信息和所述逆变电路2的电压和波形信息，本系统主要是完成上述四种信息的诊断。其中无电状态信息主要检测逆变电路2中的RC环节和二极管Dl?D2的参数信息；所述半电状态信息主要检测整流电路I中可控硅触发信号、逆变组IGBT控制信号及波形的数据，能够和所述PC机内存储的标准信息参数做出比对分析；所述的全电状态检测14主要检测整流电路I的输入与输出及逆变电路2的逆变电压；
[0028]所述下位机诊断显示器设置为液晶显示器，上述各种波形及信息可以通过液晶显示器显示出来，并进行数据存盘保存，还可以与事先存储的标准波形做出比对分析。液晶显示器还可以显示淬火过程、工艺参数和跟踪全部操作过程，如发现故障或工艺参数偏离给定值，便能够自动修正或自动列出不合格零件，使控制系统暂停工作并报警，同时液晶显示器上还可以显示故障信息性质和所要修正的动作。
[0029]所述通讯装置设置为RS-485通讯接口、RS_232通讯接口或无线以太网，RS-485通讯接口或RS-232通讯接口的监控距离在1000米之间，而通过以太网可以与远程计算机联网，实现远程及异地监控数据传输和专家诊断。
[0030]如图4所示，本实施例的所述上位机诊断装置包括微处理器，所述微处理器的输入端通过所述通讯装置连接至所述PC机，所述微处理器的输出端分别连接有信息显示模块、上位机诊断显示器和存储模块。
[0031]其中微处理器为Arm Cortex M3内核的32位处理器，内部设有工业级芯片LPC1765系列。所述信息显示模块包括用于显示所述感应加热电源加热信息的LED数字显示窗，用以显示工况步数、加热时间、加热功率等。微处理器内设有与PC机内的选择功能按键作用相同的按键，以实现远程控制和功能选择。所述上位机诊断显示器也设置为液晶显示器，且液晶显示器为6.4寸大小，以方便查询观看。所述存储模块包括设置在所述微处理器内的内存储器或安装在所述微处理器上用于连接外部U盘、移动硬盘的USB接口。
[0032]所述隔离装置包括电气隔离板、信号隔离板和通讯隔离板，极大地避免各种因素对感应加热电源、诊断系统、计算机的不良影响，提高了本系统诊断的准确性。
[0033]本系统可以实现以下功能:
[0034]1、热处理过程中的加热功率、加热时间、加热频率、生产时间等参数都可以直接通过PC机进行输入确认。感应加热电源的十二个工艺追溯功能，PC机还可以将半年的工艺参数进行存储，如加热功率、加热时间、加热频率以及生产的具体日程时间(精确到某天某时某分)便于生产过程中出现的问题进行追溯。
[0035]2、可在PC机上设置口令保护功能，只有专业的工艺人员才能更改加工参数，以防止生产过程中人为的操作更改加工参数，造成出现工艺不合格产品。
[0036]3、运用计算机控制技术可以监控并由液晶显示器进行显示淬火过程和工艺参数，跟踪全部操作过程，如发现故障或工艺参数偏离给定值，便能够自动修正或自动列出不合格零件，使控制系统暂停工作并报警，同时在液晶显示器上显示故障信息性质和所要修正的动作。
[0037]4、多层次电气隔离(电源隔离、信号隔离、通讯隔离)，极大地避免对感应加热电源、诊断系统、计算机的不良影响。[0038]5、全菜单模式操作简单，参数、曲线显示直观，并可以参考标准参数曲线，极大地降低了对操作者的电气理论与实践经验要求。
[0039]6、开放式连接方式，即下位机(PC机)与上位机(微处理器)的连接灵活，上位机也可以设置为笔记本电脑或者工控机，能实现远程异地的连接诊断与传输数据。可以选择有线/无线网络连接，诊断系统测量误差:0.5% ;电源工作频率:最大500KHZ ;逆变组数:≥6组。
[0040]本发明通过实时诊断控制，可以有效地提高生产效率至两倍以上，较大程度地缩减了维修、维护时间，从而大大节约了人工成本和设备投资成本；本感应加热电源诊断系统具有专家诊 断、智能监控的能力，可以远程指导现场检修使用，使用方便快捷。
【权利要求】
1.淬火机床感应加热电源故障诊断系统，其特征在于:包括与感应加热电源连接的隔离装置，所述隔离装置的输出端连接有下位机诊断装置，所述下位机诊断装置连接有上位机诊断装置； 所述下位机诊断装置包括与所述隔离装置连接的信号采集模块，所述信号采集模块的输出端连接有PC机，且所述PC机内设有操作选择模块，所述PC机的输出端连接有下位机诊断显示器，且所述PC机的输出端通过通讯装置连接至所述上位机诊断装置； 所述上位机诊断装置包括微处理器，所述微处理器的输入端通过所述通讯装置连接至所述PC机，所述微处理器的输出端分别连接有信息显示模块、上位机诊断显示器和存储模块。
2.如权利要求1所述的淬火机床感应加热电源故障诊断系统，其特征在于:所述感应加热电源包括整流电路，所述整流电路两端连接有逆变电路，所述逆变电路两端连接有感应电路。
3.如权利要求2所述的淬火机床感应加热电源故障诊断系统，其特征在于:所述信号采集模块采集的信息包括所述感应加热电源的无电状态信息、半电状态信息、全电状态信息和所述逆变电路的电压和波形信息。
4.如权利要求1所述的淬火机床感应加热电源故障诊断系统，其特征在于:所述下位机诊断显示器和所述上位机诊断显示器分别设置为液晶显示器。
5.如权利要求1至4任一权利要求所述的淬火机床感应加热电源故障诊断系统，其特征在于:所述通讯装置设置为RS-485通讯接口、RS-232通讯接口或无线以太网。
6.如权利要求5所述的淬火机床感应加热电源故障诊断系统，其特征在于:所述信息显示模块包括用于显示所述感应加热电源加热信息的LED数字显示窗。
7.如权利要求6所述的淬火机床感应加热电源故障诊断系统，其特征在于:所述存储模块包括设置在所述微处理器内的内存储器或安装在所述微处理器上用于连接外部U盘、移动硬盘的USB接口。
8.如权利要求7所述的淬火机床感应加热电源故障诊断系统，其特征在于:所述隔离装置包括电气隔离板、信号隔离板和通讯隔离板。
【文档编号】G01R31/42GK103698718SQ201310690121
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】何中永, 刘立茂, 何正龙 申请人:十堰高周波科工贸有限公司