仓储搬运设备故障诊断方法研究及软件实现

论文总字数：44799字

摘 要

随着工业技术的迅速发展，越来越多的自动化设备应用在了日常生产过程当中，叉车作为物料搬运设备中的主力军在物流系统中扮演着极为重要的角色。叉车在使用过程中，不可避免的会出现各种类型的故障，现阶段的维修工作仍以传统的专业人员维修为主，这不仅增加了维修成本，还会因为长时间的维修工作造成停产问题。因此，仓储搬运设备的智能故障诊断方法的实现具有十分重要的意义。

本文运用故障树的相关理论知识对叉车检测到的故障进行分析，从而给出可能发生故障部件的诊断顺序，主要工作和成果如下：调研物联网现有的实现方案，建立三层体系结构，并依此设计叉车故障诊断系统。在学习故障树分析方法的理论基础上，给出构建故障树的一般步骤，通过对其进行定性分析和定量分析给出合理的诊断顺序，并依据理论思想编写MATLAB软件。针对叉车出现的实际故障进行故障树分析，运用编写好的软件给出可能发生故障部件的诊断顺序，并为用户提供诊断流程图。

本文的最后，对上述的一系列工作进行总结，提出现有系统中存在的问题，并对未来进一步工作进行展望。

关键词：故障诊断，物联网，故障树分析，二元决策图

FAULT DIAGNOSIS APPROACHES AND SOFTWARE DESIGN FOR STORAGE AND HANDLING EQUIPMENT

Abstract

With the rapid development of the industrial technology, more and more automated equipment is used during daily production. As the main force of storage and handling equipment, forklift plays an important role in the logistics system. It is inevitable that forklift will occur all kinds of fault during the use. At this stage, traditional maintenance mode is still the main part of the maintenance work, which is supported by professionals. This not only increases the cost of maintenance, but also brings about production halts for the long maintenance. Therefore, the study of intelligent fault diagnosis approaches for storage and handling equipment is of great significance.

In this paper, we use the knowledge of fault tree analysis (FTA) to help analyze the detected faults of forklift. Then we give the diagnostic sequence of the components may break down. The main work and achievements are as follows: First, we investigate the existing internet of things schemes, and then design the fault diagnosis system of forklift based on the three-layer architecture. Second, we give the general steps of building a fault tree after learning the theoretical knowledge of FTA. Then we provide a reasonable diagnosis order by doing the qualitative analysis and quantitative analysis of the fault tree, and write the MATLAB software. Third, we use the written MATLAB software to help analyze the actual faults of forklift, then give the diagnostic sequence of the components may break down and provide users with the diagnostic flowchart.

At last, the paper summarizes the work above, raises some problems and advice for the work in the future.

KEYWORDS: Fault Diagnose, Internet Of Things, Fault Tree Analysis, Binary Decision Diagrams

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 相关技术的发展 1

1.2.1 物联网的发展概况 1

1.2.2 故障诊断的发展概况 2

1.3 论文研究内容及章节安排 4

第二章 基于物联网的故障诊断系统设计 5

2.1 物联网的定义 5

2.2 物联网的特征 5

2.3 物联网的三层体系结构 6

2.4 基于物联网的系统方案设计 6

2.4.1 感知层设计 7

2.4.2 网络层设计 8

2.4.3 应用层设计 8

2.5 本章小结 8

第三章 故障树分析方法与软件实现 9

3.1 故障树分析概述 9

3.2 故障树的建立 11

3.3 故障树定性分析 12

3.3.1 基本概念 12

3.3.2 定性分析方法 12

3.4 故障树定量分析 19

3.4.1 顶事件发生概率 19

3.4.2 结构重要度 22

3.4.3 诊断重要度 23

3.5 故障诊断顺序 27

3.6 故障诊断的软件实现 28

3.6.1 故障树的编码设计 29

3.6.2 定性分析的软件实现 29

3.6.3 定量分析的软件实现 32

3.7 本章小结 35

第四章 基于故障树的叉车故障诊断 37

4.1 叉车故障树的建立 37

4.1.1 叉车作业台组成 37

4.1.2 叉车控制器工作原理 38

4.1.3 叉车故障树的构建 39

4.2 叉车故障诊断结果 43

4.2.1 过流故障诊断结果 43

4.2.2 叉车行进故障诊断结果 44

4.3 叉车服务器终端运行结果 47

4.4 本章小结 48

第五章 总结与展望 49

5.1 工作总结 49

5.2 研究展望 50

参考文献 51

致谢 54

第一章 绪论

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