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中煤科工西安研究院(集团)有限公司朱钱祥获国家专利权

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龙图腾网获悉中煤科工西安研究院(集团)有限公司申请的专利一种钻机运行故障的模糊逻辑诊断处理系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117195151B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311189714.7,技术领域涉及:G06F18/25;该发明授权一种钻机运行故障的模糊逻辑诊断处理系统及方法是由朱钱祥;薛建勇;翁寅生;关志阳;罗鹏平;王龙鹏;娄凯设计研发完成,并于2023-09-14向国家知识产权局提交的专利申请。

一种钻机运行故障的模糊逻辑诊断处理系统及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种煤矿井下钻机的故障诊断处理系统及方法,包括硬件系统及软件系统,所述硬件系统包括传感系统、数据传输网络、核心控制系统、故障服务器、执行系统及人机交互系统;所述软件系统包括数据采集及预处理模块,数据融合处理模块、钻机故障知识库、钻机故障诊断模块和钻机故障处理模块;与现有煤矿钻机状态监测技术相比,本发明更加智能化,能够实时显示钻机作业状态是否正常,当钻机作业状态不正常时能够及时自动给出故障模式,并推送相应的操作建议,为实现自动化智能化钻探技术提供了支撑。本发明为实时掌握钻机工作状态和快速排除钻机故障提供有力保障,降低操作人员的操作难度以及对经验和知识要求。

本发明授权一种钻机运行故障的模糊逻辑诊断处理系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种煤矿井下钻机的故障诊断处理系统,包括硬件系统及软件系统,其特征在于: 所述硬件系统包括传感系统、数据传输网络、核心控制系统、故障服务器、执行系统及人机交互系统,其中:所述传感系统包括布署在煤矿钻机上的信息探针、液压压力传感器、液压流量传感器、本体速度传感器、接近开关;所述数据传输网络连接核心控制模块与其它各模块,包括CAN、RS485和工业以太网;所述核心控制系统包括用于数据处理的嵌入式设备和用于钻机控制的PLC控制器;所述故障服务器为用于存储故障诊断经验的服务器;执行系统包括在核心控制系统的控制指令下控制煤矿钻机动作的液压执行元件;所述人机交互系统包括用于显示故障诊断处理结果的工业显示屏和用于向核心控制系统下发控制指令的遥控器; 所述软件系统包括数据采集及预处理模块,数据融合处理模块、钻机故障知识库、钻机故障诊断模块和钻机故障处理模块;其中,所述数据采集及预处理模块接收传感系统中电控信号、机械传感数据和液压传感数据并对其处理预处理,然后将处理后的数据上传给数据融合处理模块;所述数据融合处理模块用于当前接收到的数据进行处理,包括钻机当前动作的判识、钻机动作异常征兆隶属度计算,并将得到的结果发送给钻机故障诊断模块;所述故障知识库包括故障原因信息库、故障原因—征兆库和操作建议信息库;所述钻机故障诊断模块用于接收数据融合处理模块提供的信息,并参考故障知识库,确定异常动作的编号及故障设备原因,并将得到的结果发送给钻机故障处理模块;所述钻机故障处理模块用于接收钻机故障诊断模块提供的故障诊断结果,并依据故障知识库中操作建议信息库,制定故障处理策略并执行;其中,所述数据采集及预处理模块、数据融合处理模块、钻机故障诊断模块和钻机故障处理模块均加载在所述核心控制系统上;所述钻机故障知识库加载在所述故障服务器上; 所述数据采集及预处理模块的操作如下: 步骤1:采集数据并进行预处理及融合,包括以下子步骤: 步骤1.1:传感数据的采集及预处理; 步骤1.2,对钻机当前动作的判识,获得钻机各动作的执行概率,其中,为第个动作的执行概率,n为钻机在施工过程中动作的总数量; 步骤1.3,钻机异常动作征兆隶属度计算,包括如下操作: 步骤1.3.1,对钻机异常状态进行描述,得到钻机动作异常的征兆集为,其中代表钻机第个动作为异常时对应的征兆,为钻机在施工过程中动作的总数量; 步骤1.3.2,由历史数据得到动作为正常时传感数据的离散值集,具体是:对动作正常时的历史数据采用等距离方法进行离散化得到动作正常时的离散值集,其中代表第个传感数据的离散值,,为传感数据的总数量;离散值集对应的动作i对征兆的隶属度为0,; 步骤1.3.3,对钻机执行当前动作时实时采集的电控信号、机械传感数据和液压传感数据采用等距离方法进行离散化,获得钻机的当前动作对应的离散值集,其中,代表当前第个传感数据的离散值,; 步骤1.3.4,利用当前动作的离散值集及动作正常时的离散值集求偏移距离,其中,,;设定,其中和分别代表第个传感数据的下限和上限值经过等距离方法离散化后得到的值;如果di大于等于值,则当前动作对征兆的隶属度值为1,否则;从而获得集合; 步骤1.3.5,结合钻机当前动作的判识结果,计算得到在当前时刻实际样本对钻机动作异常征兆的隶属度集为,; 所述数据融合处理模块的操作如下: 步骤2.1:数据融合处理模块在时刻提供实际样本对钻机动作异常征兆的隶属度集为,其中,;若中大于第一预先设定阈值,则判断在时刻钻机正在执行第个动作,然后判断该动作对应的中的μxi是否小于第二预先设定阈值,若是则判断第个动作正常,则当前故障诊断周期中故障诊断流程结束,等待下一故障诊断周期;否则,认为第个动作异常,获得该异常动作编号,执行步骤2.2; 步骤2.2:根据步骤2.1获得的异常动作编号,通过对操作建议信息库中钻机动作异常操作建议进行查表,若能够查找到解决方案,则执行步骤4.1,否则执行步骤3; 所述钻机故障诊断模块的操作如下: 步骤3.1:设备故障的诊断:由步骤1提供当前时刻实际样本对钻机动作异常征兆的隶属度集,结合由故障知识库提供的故障原因—征兆库的关联信息矩阵,对上述两个数据进行计算,其中代表模糊逻辑算子,采用为设备故障原因的总数量;由此获得导致第个动作异常的原因对钻机故障原因集合的隶属度集,若的值大于中除外所有的元素,则判断第个动作异常的原因为第个设备故障原因 步骤3.2:设备故障处理分析:由步骤3.1提供的设备故障原因,通过对故障知识库提供的操作建议信息库中设备故障处理建议进行查表,寻找当前情形下的设备故障处理方法,若能够查找到解决方案,则执行步骤4.2,否则执行步骤4.3; 所述钻机故障处理模块的操作分成针对异常动作的处理和故障设备的处理,具体如下: 步骤4.1:将步骤2.2获得异常动作的编号及对应的解决方案,上传给人工交互系统中的显示设备,由钻机修理员依据显示的解决方案进行异常动作的处理; 步骤4.2:将步骤3.2提供了设备故障原因及相应的设备故障处理方法上传给人工交互系统中的显示设备,由钻机修理员依据显示的解决方案对失效的设备进行维修或更换,实现钻机设备故障的处理; 步骤4.3:将步骤3.2提供了设备故障原因上传给人工交互系统中显示设备,由钻机修理员对钻机设备故障进行处理,并将相应的处理方式添加到故障服务器中的操作建议信息库。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人中煤科工西安研究院(集团)有限公司,其通讯地址为:710077 陕西省西安市高新区锦业一路82号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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