一种用于智能化采煤机测试的故障模拟驱动测试方法与流程

1.本发明涉及智能化采煤机测试技术领域，尤其涉及一种用于智能化采煤机测试的故障模拟驱动测试方法。


背景技术：

2.目前，在综合机械化的采煤过程中，采煤机作为综采工作面最关键的生产设备之一，其移动范围广、工作时间长、运动过程复杂，工作面其他装备均是以其为核心工作。采煤机的智能化水平是制约综采工作面“无人化”或“少人化”发展的关键因素，随着我国综合机械化采煤的迅速发展，目前几乎全国所有大中型煤矿都在打造智能化工作面，采煤机是井下三机中最重要的装备，可以说，采煤机的智能化水平取决于采煤机控制系统的性能。采煤机控制系统的稳定性和可靠性直接决定采煤机的智能化水平，而采煤机进行的故障测试可以准确地确定故障原因及故障位置，对采煤机控制系统的稳定具有重要意义。当前采煤机控制系统的出厂测试只局限于单一固定科目测试，无法提供采煤机故障数据，且需要连接真实的物理传感器，无法模拟传感器的故障数据流，主要依据采煤机各故障数据并且操作人员要在现场近距离对采煤机进行故障测试，当故障较大时，会危及现场人员的安全。为了解决智能化采煤机控制系统故障测试不完备的问题，提出了一种智能化采煤机测试的智能分站虚拟驱动来进行故障测试的方法。


技术实现要素：

3.发明目的：为了解决智能化采煤机控制系统故障测试不完备的问题，本发明提出一种用于智能化采煤机测试的故障模拟驱动测试方法。
4.技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于智能化采煤机测试的故障模拟驱动测试方法，包括以下步骤：
5.(1)构建采煤机故障模拟前端系统：包括掉电与干扰故障模拟、单传感器故障模拟、多传感器故障模拟、多传感器故障模拟、特种测试模拟功能；
6.(2)故障数据帧封装：采煤机的通讯can数据帧长度为13字节，第一个字节为数据帧长度，其后四个字节为cob-id，最后8个字节为pdo数据区；
7.(3)构建配置信息表，包括每项故障对应的传感器类型，当前值，cob-id，下限值，上限值；
8.(4)构建故障字表，包括传感器参数，所述传感器参数包括序号，节点号，cob-id，故障数据对应的字节；
9.(5)构建故障值表格：根据对应设备的配置信息表，以及设定的故障公式生成对应的故障值表格；
10.(6)生成故障数据帧：选择某一故障模拟选项进行模拟时，根据配置信息表找到对应的cob-id，故障字表的cob-id已知；字节0至字节7为故障值表格对应的数据，则组合后的数据帧即为故障数据帧；
11.(7)计算机将生成的数据帧自动发给usb-can模块，usb-can将收到的can数据帧发给can-hub模块，can-hub模块将收到的can数据帧分类发给对应的can1、can2、can3上，然后数据帧流到工控机进行控制，在工控机显示屏上查看对应的故障设备及数据。
12.进一步的，所述的故障值表格为1列，n+1行的表格，包括故障名称及其values值；values值为模拟故障的数据流的数据值；故障包括断线、漂移、失效、超限、发散，对应故障的values值的故障公式如下：
13.发生断线故障时：values＝0；发生漂移故障时：c＝(a+b)/2,values在(c,1.05c)间随机生成；发生失效故障时：values＝0；发生超限故障时：c＝a+(a-b)/n,n为生成数据个数，values为c取整数；发生发散故障时：模拟故障的数据流的故障表(表3)中奇数行的值：c＝a+(a-b)*0.35；表中偶数行的值：c＝a+(a-b)*0.75；values为c的值；其中，a,b分别为配置信息表的故障名称对应的上限值、下限值。
14.有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：
15.本发明基于采煤机的一般测试故障系统，提出一种智能化采煤机测试的智能分站虚拟驱动来进行故障测试的方法。该方法使采煤机故障测试不再只靠操作人员在现场对采煤机进行故障测试，可以避免现场故障测试以及采用真实传感器的高成本，模拟传感器的故障数据流。通过在井上分析并测试采煤机控制系统的性能以及可靠性，操作简单，可以使操作者不必下井在办公环境即可对采煤机故障灵活测试，大大减少劳动强度，降低工人工作危险性，而且使设备的使用寿命增加，提高采煤的工作效率，降低企业生产成本。
附图说明
16.图1是智能分站虚拟驱动故障驱动方法原理图；
17.图2是本发明驱动测试系统的硬件连接图；
18.图3是本发明实施例的前端系统示意图；
19.图4是本发明的故障数据帧封装示意图；
20.图5是本发明实施例的具体流程图。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
22.本发明所述的用于智能化采煤机测试的故障模拟驱动测试方法，智能分站虚拟驱动故障驱动方法原理如图1所示，流程如图5所示。
23.1、智能分站虚拟驱动故障驱动系统，包括：计算机，usb-can，can-hub，can分站工控机，如图2所示。
24.2、构建采煤机故障模拟前端系统
25.本实施例中根据原理图开发一套前端系统，生成了采煤机故障模拟系统(故障模拟界面)，如图3所示，界面包括掉电与干扰故障模拟、单传感器故障驱动模拟、多传感器故障模拟、多传感器故障模拟、特种测试模拟功能。
26.3、故障数据帧封装方式
27.如图4所示，采煤机的通讯can数据帧长度为13字节，第一个字节为数据帧长度，其后四个字节为cob-id，最后8个字节为pdo(protected designation of origin)数据区。
28.4、构建配置信息表，故障字表，故障值表格
29.所述配置信息表包括每项故障对应的传感器类型，当前值，cob-id，下限值，上限值；所述故障字表，包括传感器参数，所述传感器参数包括序号，节点号，cob-id，故障数据对应的字节；所述故障值表格，根据对应设备的配置信息表，以及设定的故障公式生成对应的故障值表格。
30.当在界面(图3)选择进行某项故障模拟时，根据对应设备的配置信息表(表1)，自动依据故障原理而设定的故障公式生成对应的故障值表格如表3所示，为1列，n+1行的表格，包括故障名称及其values值。故障分为断线、漂移、失效、超限、发散，对应的故障公式如下：
31.发生断线故障时：values＝0；发生漂移故障时：c＝(a+b)/2,values在(c,1.05c)间随机生成；发生失效故障时：values＝0；发生超限故障时：c＝a+(a-b)/n,n为生成数据个数，values为c取整数；发生发散故障时：模拟故障的数据流的故障表(表3)中奇数行的值：c＝a+(a-b)*0.35；表中偶数行的值：c＝a+(a-b)*0.75；values为c的值；其中，a,b分别为配置信息表的故障名称对应的上限值、下限值。
32.5、生成故障数据帧
33.当在界面(图3)选择进行某项故障模拟时，如单传感器故障，下拉选择左截割减速箱高速区温度超限，则根据配置信息表(表1)可找到对应的cob-id，后根据故障字表(表2)可找到左截割减速箱高速区温度对应的字节，字节0至字节7为故障值表格对应的数据，则组合后的数据帧即为故障数据帧。
34.计算机中生成的数据帧自动发给usb-can模块，usb-can把收到的can数据帧发给can-hub模块，can-hub模块把收到的can数据帧分类发给对应的can1、can2、can3上，后数据帧流到工控机进行控制，在工控机显示屏上可以清楚的看到对应的故障设备及数据。
35.表1配置信息表
36.名称左摇臂高速腔温度(℃)传感器类型模拟量当前值50cob-id0x29b下限值0上限值262
37.表2故障字表
[0038][0039]
表3故障值表格
[0040]
故障名称valuesvalues
values
…
valuesvalues
[0041]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。