[发明专利]用于监视采掘机的流体系统的系统和方法

说明书

一种监视采掘机的流体系统的方法。该方法包括感测采掘机的流体系统中的流体的压力水平以产生压力水平数据；分析压力水平数据以检测压力水平偏差；确定选自以下组的至少一个情形：当压力水平偏差的频率超过预定频率时，和当在预定反应时间周期内流体压力水平未能达到阈值时；并且响应于所述确定输出报警。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年2月18日提交的美国临时专利申请61/766,080的优先权，其全部内容由此并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于诸如铲车的采掘设备的空气和润滑剂监视系统。

背景技术

经过细致调整的空气和润滑剂系统提供诸如铲车的采掘设备的最佳生产率和操作。相应地，本发明的实施例使用压力变换器或者压力开关监视空气压力。如果系统中的空气压力在操作期间长于预定时期(例如，大致两秒)地降至低于初始设备制造商(“OEM”)规范，则在铲车中包括的控制器能够启动在大致30秒中停止铲车的延迟关机。与铲车的制动器和润滑剂系统相组合地，在压缩机处的空气压力的适当设定和空气系统的行为有助于确定能够用于管理铲车的操作的、用于铲车的关键性能指标(“KPI”)。

特别地，空气压力系统的具体趋势行为、制动器释放指标、制动器电磁线圈、制动器压力和润滑剂系统能够得到记录和分析。空气压力的振荡或者相当大的下降通常是空气系统或者相关部件中的任何异常的基本指标。在机器或者处于关机序列中或者处于空闲模式中时，这是由机器的状态数字信号代码确定的，异常值(outlier)得到过滤。本质上，最小设定是开始于并且在对于制动器和润滑剂分析的任何深入研究之前被加以考虑的第一检查点。

虽然近似实时地观察和分析空气压力系统和相关子系统提供益处，但是自动预测性故障分析提供另外的优点。特别地，基于状态的设备模型(“CBEM”)能够用于预测并且通知操作员任何潜在的问题或者故障。基于状态的模型寻找可能指示将来发生问题或者故障的可能性的、铲车和相关系统的功能性的特殊的改变。

例如，制动器设定和释放时间是预测性模型程序能够分析的特性中的某些特性。例如，将空气压力的异常与在升降和推压运动上的延迟的制动器释放机构相关联能够帮助确定制动器空气供应调节器是否需要得到调节。历史数据分析指示从操作员启动制动器释放功能的时间直至运动停止能够占用大致0.7秒到1.2秒。在这个时间期间，推测制动器供应调节器被设定为大约100PSI。虽然分析员几乎不可能针对指示潜在故障的稍微的变化主动地监视制动器系统设定和释放时间，但是预测性模型连续地分析这个数据。

类似地，包括上和下开放油脂系统的润滑剂系统与空气系统相关联。在润滑剂系统空气供应中的泄漏，以及不足的润滑剂压力和功能性能够得到分析和确定。随着时间序列数据得到收集，利用历史地推导的控制参数的统计评估帮助在每次下降或者上升行为得到记录时检测任何偏差。例如，不合适的油脂水平已经被确定为空气和润滑剂系统的不合适的功能的次级指标。

近似实时地监视上述KPI并且处理它们能够检测不正常的设定和观察不到的改变。通过得到证实的诊断(例如，基于对于大量数据不同的机械设定的访问)支持的、先进的并且早期的预测进一步加强了分析。全部的这个功能性以提示的方式帮助排除明显的和不是那么明显的问题，这减少了导致生产损失的、不期望的停机时间。

相应地，一个模型(空气压力模型)用于检测压力的下降和上升。基于从预期压力水平的偏差数量和在计时器周期中偏差的频率这两者产生报警。另一个模型(润滑剂系统压力模型)当润滑剂作用已经被激活时检测空气压力的下降。如果下降过度则产生报警。又一个模型(润滑剂系统循环时间模型)确定当润滑剂作用被激活时发生的空气压力的下降是否保持过度的时间周期。进一步的模型(润滑剂系统反应时间模型)确定当润滑剂作用被激活时达到适当压力水平占用的时间量。如果时间量过度则产生报警。

发明内容