顶升液压系统的自诊断方法、自诊断装置和作业机械与流程

本发明涉及液压，具体地涉及一种顶升液压系统的自诊断方法、自诊断装置和作业机械。

背景技术：

1、现阶段塔式起重机配套的液压系统，大多没有搭载故障自诊断模块。一旦系统出现异常，现场作业人员往往缺乏液压专业知识，无法快速定位故障位置、厘清故障诱因。这不仅会拖慢整体施工进度，还会给塔机顶升这类高危作业埋下安全隐患。

2、当下业内针对塔机油压系统的相关设计，一部分重点用于调控双缸、多缸顶升作业的同步运行状态；还有一部分可以对顶升全过程的安全隐患进行监测与预警。但这两类设计，都无法在液压系统故障后自动排查故障根源并给出提示。

3、市面上虽有部分通用型液压故障分析算法，可结合多处监测信号判断故障类型。但液压设备零部件数量多，故障排查大多依赖逐项排除，单一元件失效还会引发连锁故障，很容易导致诊断结果和实际问题不符。目前行业内也没有专门适配塔机顶升液压系统的成熟诊断方案，通用算法模型针对性不足，很难精准判定这类设备的故障源头。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种顶升液压系统的自诊断方法、自诊断装置和作业机械，用以解决现有技术中，顶升作业过程发生异常时，故障源分析不准确的问题。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种顶升液压系统的自诊断方法，自诊断方法包括：

3、获取预先构建的顶升液压系统的故障树模型，故障树模型以顶升液压系统异常为顶事件，以各液压元件的故障事件为底事件，故障树模型中的逻辑门用于表示故障从顶事件向底事件之间的传播路径；

4、在顶升作业时，获取顶升液压系统在运行过程中的实时状态参数；

5、将实时状态参数导入故障树模型进行推理分析，以输出导致顶升液压系统异常发生的故障源底事件；

6、将故障源底事件生成故障诊断结果并输出；

7、其中，顶升液压系统异常包括顶升位移异常和/或液压油油温异常。

8、在一些实施方式中，将实时状态参数导入故障树模型进行推理分析，以输出导致顶升液压系统异常发生的故障源底事件包括：根据故障树模型中的多个与非门，逐一输入与与非门对应的实时状态参数；根据多个与非门的输出结果，确定故障源底事件。

9、在一些实施方式中，顶升液压系统包括多个顶升油缸和连接于顶升油缸的工作油路上的多路阀组，根据多个与非门的输出结果，确定故障源底事件包括：在顶升液压系统异常为顶升位移异常的情况下，确定多个顶升油缸是否均存在位移；在多个顶升油缸均存在位移的情况下，确定多个顶升油缸的位移差是否持续增大且位移差增大至预设位移差阈值；在多个顶升油缸的位移差持续增大至预设位移差阈值的情况下，确定油缸位移传感器异常和/或顶升油缸的进出口连通的管路接反。

10、在一些实施方式中，根据多个与非门的输出结果，确定故障源底事件包括：确定多路阀组的开度是否与输入信号相匹配；在多路阀组的开度出现异常的情况下，确定多路阀组异常。

11、在多路阀组的开度未出现异常的情况下，确定从多路阀组流出的液压油流量是否异常；在多路阀组流出的流量未出现异常的情况下，确定顶升油缸异常，否则，确定液压驱动组件出现异常。

12、在一些实施方式中，液压驱动组件包括主泵电机、主泵和主泵过滤器，根据多个与非门的输出结果，确定故障源底事件还包括：在多路阀组流出的流量出现异常的情况下，确定主泵电机的转速是否异常；在主泵电机的转速出现异常的情况下，确定主泵电机异常；在主泵电机的转速未出现异常的情况下，确定主泵过滤器的进出油口的压差是否超出预设值；在主泵过滤器的进出油口的压差超出预设值的情况下，确定主泵过滤器异常，否则，确定主泵异常。

13、在一些实施方式中，顶升液压系统包括一个或多个顶升油缸和连接于顶升油缸的工作油路上的多路阀组，根据多个与非门的输出结果，确定故障源底事件还包括：在顶升液压系统异常为顶升位移异常的情况下，确定顶升油缸是否存在位移；在任意一个顶升油缸未出现位移的情况下，确定顶升油缸的进油端的压力是否达到溢流压力；在顶升油缸的进油端的液压油压力达到溢流压力的情况下，确定顶升油缸的回油管路的液压油压力是否超出预设压力阈值；在顶升油缸的回油管路的液压油压力超出预设压力阈值的情况下，确定顶升油缸的回油管路异常。

14、在一些实施方式中，顶升液压系统还包括连接于顶升油缸的工作油路上的平衡阀组，根据多个与非门的输出结果，确定故障源底事件还包括：在顶升油缸的回油管路的液压油压力未超出预设压力阈值的情况下，确定顶升油缸的回油腔内的液压油压力是否超出预设压力阈值；在顶升油缸的回油腔内的液压油压力超出预设压力阈值的情况下，确定回油管路连接异常和/或平衡阀组损坏，否则，确定顶升油缸卡滞。

15、在一些实施方式中，顶升液压系统还包括连接于顶升油缸和多路阀组之间的工作油路上的平衡阀组，平衡阀组包括分别与顶升油缸的有杆腔和无杆腔连接的两个平衡阀，根据多个与非门的输出结果，确定故障源底事件还包括：在顶升油缸的进油端的液压油压力未达到溢流压力的情况下，确定平衡阀与多路阀组之间的液压油进油压力是否达到溢流压力；在平衡阀与多路阀组之间的液压油进油压力达到溢流压力的情况下，确定平衡阀与多路阀组之间的进油管路连接异常和/或平衡阀损坏。

16、在一些实施方式中，顶升液压系统还包括连接于顶升油缸的工作油路上的平衡阀组，根据多个与非门的输出结果，确定故障源底事件还包括：在平衡阀与多路阀组之间的进油压力未达到溢流压力的情况下，确定多路阀组的开度是否异常；在多路阀组的开度异常的情况下，确定多路阀组异常和/或电气控制异常。

17、在一些实施方式中，根据多个与非门的输出结果，确定故障源底事件还包括：在多路阀组的开度未出现异常的情况下，确定多路阀组的进油压力是否达到溢流压力；在多路阀组的进油压力达到溢流压力的情况下，确定多路阀组异常。

18、在一些实施方式中，顶升液压系统还包括主泵电机，根据多个与非门的输出结果，确定故障源底事件还包括：在多路阀组的进油压力未达到溢流压力的情况下，确定主泵电机的转速是否异常；在主泵电机的转速异常的情况下，确定主泵电机的供电电压是否异常；在主泵电机的供电电压异常的情况下，确定主泵电机的供电异常，否则，确定主泵电机损坏和/或主泵电机的相序接反。

19、在一些实施方式中，顶升液压系统还包括主泵和主泵过滤器，根据多个与非门的输出结果，确定故障源底事件还包括：在主泵电机的转速未出现异常的情况下，确定主泵过滤器的进出油口的压差是否超出预设值；在主泵过滤器的进出油口的压差超出预设值的情况下，确定主泵过滤器异常，否则，确定主泵损坏和/或多路阀组溢流压力异常。

20、在一些实施方式中，顶升液压系统包括辅助泵和驱动辅助泵的辅助电机，根据多个与非门的输出结果，确定故障源底事件包括：在顶升液压系统异常为液压油油温异常的情况下，确定辅助电机是否启动；在辅助电机启动异常的情况下，确定辅助电机异常。

21、在一些实施方式中，顶升液压系统还包括用于驱动风冷器对液压油散热的风冷电机，根据多个与非门的输出结果，确定故障源底事件还包括：在辅助电机无异常的情况下，确定风冷电机是否启动；在风冷电机启动异常的情况下，确定风冷电机故障。

22、在一些实施方式中，顶升液压系统还包括辅助液压回路，辅助泵用于驱动液压油流经辅助液压回路，根据多个与非门的输出结果，确定故障源底事件还包括：在风冷电机无异常的情况下，确定辅助液压回路中的液压油压力是否达到预设循环压力；在辅助液压回路中的液压油压力达到预设循环压力的情况下，确定风冷器工作异常。

23、在一些实施方式中，顶升液压系统还包括辅助过滤器，辅助过滤器连接于液压油箱与辅助泵的进油口之间的进油油路上，根据多个与非门的输出结果，确定故障源底事件还包括：在辅助液压回路中的液压油压力未达到预设循环压力的情况下，确定辅助过滤器的进油口和出油口之间的压差是否大于预设压差值；在压差大于预设压差值的情况下，确定过滤器堵塞，否则，确定辅助泵故障或液压管路连接错误。

24、本发明第二方面提供一种顶升液压系统的自诊断装置，应用于上述的顶升液压系统的自诊断方法，自诊断装置包括：模型获取单元，用于获取预先构建的顶升液压系统的故障树模型；状态获取单元，用于在顶升作业时，获取顶升液压系统在运行过程中的实时状态参数；模型分析单元，将实时状态参数导入故障树模型进行推理分析，以输出导致顶升位移异常发生的故障源底事件；故障结果输出单元，用于将故障源底事件生成故障诊断结果并输出。

25、本发明第三方面提供一种作业机械，包括上述的顶升液压系统的自诊断装置。

26、上述的技术方案提供了一种顶升液压系统的自诊断方法，自诊断方法包括：获取预先构建的顶升液压系统的故障树模型，故障树模型以顶升液压系统异常为顶事件，以各液压元件的故障事件为底事件，故障树模型中的逻辑门用于表示故障从顶事件向底事件之间的传播路径，在顶升作业时，实时获取顶升液压系统在运行过程中的实时状态参数，并将实时状态参数导入故障树模型中进行推理分析，根据故障树模型中的与非门，逐一导入实时状态参数，可得到导致顶升液压系统异常的故障源底事件。采用上述的自诊断方法，相较于现有技术中人工逐一排查故障来得出故障源的方法，故障监测效率更高，输出的故障源信息更加精准。

27、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。