樊鵬程

摘要

文章首先分析了電子儀器狀態(tài)與故障診斷中的虛擬儀器組成部分，促進(jìn)了解電子儀器典型故障的引發(fā)原因，從環(huán)境以及參數(shù)異常的角度來進(jìn)行。在此基礎(chǔ)上整理出虛擬診斷技術(shù)在電子儀器檢測中的有效使用方法，幫助提升電子儀器的使用安全性，基于虛擬診斷技術(shù)最終的故障檢測效率也更高效。

【關(guān)鍵詞】電子儀器 狀態(tài)檢測 典型故障 虛擬診斷

1擴(kuò)大量程虛擬故障診斷算法

電子儀器狀態(tài)檢測與典型故障的虛擬診斷中，應(yīng)用擴(kuò)大量程虛擬算法，可以根據(jù)所采集數(shù)據(jù)的大小變化來判斷信息傳輸效率，以及傳感器在運行使用中是否存在故障影響。擴(kuò)大量程是適當(dāng)進(jìn)行的，具有一個最大值限制，在限制范圍內(nèi)選定一個常規(guī)狀態(tài)下測量不會產(chǎn)生的數(shù)值。例如需要測量的范圍在5—lOMPa，在計算中按照擴(kuò)大20%來計算，那么所計算的量程則為5—12MPa，根據(jù)不同的計算參照依據(jù)可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整擴(kuò)大范圍，以上案例的計算表達(dá)式為：

ymin

yn≤ymin，（傳感器出現(xiàn)短路現(xiàn)象）

yn≥ymax，（傳感器線路中存在斷連現(xiàn)象）

公式中的yn表示數(shù)據(jù)采集進(jìn)行到第n次，ymax與ymin分別表示數(shù)據(jù)采集的最大限制與最小限制。將這一虛擬診斷計算方法應(yīng)用在電子儀器運行功率較小情況下，也可以準(zhǔn)確判斷出是否存在傳感器傳輸問題，從而實現(xiàn)對電子儀器的檢測分析。

2電子儀器狀態(tài)與故障診斷中的虛擬儀器組成

2.1虛擬儀器的硬件組成

虛擬診斷算法需要儀器組成的硬件基礎(chǔ)上來開展，其硬件部分包括信號采集裝置、傳輸信道、分析系統(tǒng)、存儲數(shù)據(jù)庫以及控制模塊組成。根據(jù)所診斷的不同電子儀器選擇需要啟動的硬件部分，并對應(yīng)適合的信道來傳輸所采集到的數(shù)據(jù)，硬件的控制功能實現(xiàn)是通過單片機來實現(xiàn)的，將控制程序匯編在單片機中，嵌入相關(guān)的控制硬件中，從而實現(xiàn)軟件與硬件之間聯(lián)系體系的建立。硬件部分的組成一旦實現(xiàn)后是很難做出改動的，因此硬件的相關(guān)存儲能力上都要達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，以免阻礙到最終的儀器使用安全控制。硬件部分在使用中也需要定期的檢測，發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重或者使用故障問題后及時的調(diào)整，可以確保接下來所開展數(shù)據(jù)分析處理工作的準(zhǔn)確度，并提升硬件功能穩(wěn)定性。

2.2虛擬儀器的軟件系統(tǒng)組成

軟件控制程序更具有自主選擇性，在使用過程中需要配合虛擬算法來進(jìn)行，可以根據(jù)所檢測電子儀器需求對軟件功能進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到故障檢測以及區(qū)域診斷效果。電子儀器運行狀態(tài)受環(huán)境因素影響比較嚴(yán)重，因此虛擬儀器的軟件系統(tǒng)中，也會設(shè)置環(huán)境監(jiān)測模塊，對電子儀器運行使用狀態(tài)實時監(jiān)管控制。軟件部分是通過數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)控制效果的，運行使用中數(shù)據(jù)庫與所收集到的參數(shù)進(jìn)行對比分析，當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常則表示運行狀態(tài)并不理想，需要將數(shù)據(jù)控制充分引入其中，實現(xiàn)軟件與硬件系統(tǒng)之間的結(jié)合。軟件組成中信號傳輸以及接受裝置是故障診斷功能實現(xiàn)重要組成部分，對于常見的技術(shù)性問題，通過這種方法來解決效果也更加的理想。

3虛擬診斷技術(shù)在電子儀器狀態(tài)檢測與典型故障診斷中的應(yīng)用

3.1虛擬診斷技術(shù)應(yīng)用的模塊組成設(shè)計

虛擬診斷技術(shù)的模塊組成設(shè)計是從軟件與硬件兩部分進(jìn)行的，將控制程序以及網(wǎng)絡(luò)傳輸部分分別對應(yīng)相關(guān)的硬件模塊相連接。可以先對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行建立，用于各個模塊功能實現(xiàn)的總控制，數(shù)據(jù)庫完善后進(jìn)行信息傳輸通道進(jìn)行建立，探測部分捕捉到的參數(shù)變化也能更好的傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中。軟件功能實現(xiàn)是通過程序匯編實現(xiàn)并完善，在掌握設(shè)計目標(biāo)的基礎(chǔ)上建立一個基礎(chǔ)框架，這樣在整體功能上便得到了實現(xiàn)，框架完成后再對各個細(xì)節(jié)部分進(jìn)行補充完善，典型故障診斷可以參照歷史診斷經(jīng)驗來進(jìn)行。虛擬診斷技術(shù)模塊系統(tǒng)組成如圖1所示。

在對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)計時，采用仿專家系統(tǒng)模式來進(jìn)行，與實際診斷流程相一致，避免在診斷過程中因流程問題導(dǎo)致檢測結(jié)果不準(zhǔn)確。

3.2遠(yuǎn)程通信模塊

遠(yuǎn)程通信任務(wù)實現(xiàn)可幫助完成信號的傳輸任務(wù)，從而達(dá)到對電子儀器虛擬診斷，了解設(shè)備運行狀態(tài)以及所存在的故障問題。應(yīng)用遠(yuǎn)程通信技術(shù)，可以建立起數(shù)據(jù)庫的保護(hù)體系，能夠在同一虛擬診斷系統(tǒng)中，同時完成多個設(shè)備運行狀態(tài)的控制，在最終管理效果上也能達(dá)到最理想的效果。遠(yuǎn)程通信模塊實現(xiàn)功能是通過局域網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的，對應(yīng)指令以及數(shù)據(jù)分類來連接到專用的信道中，快速完成數(shù)據(jù)信息的檢測，這樣將所得到的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中信息進(jìn)行對比分析，能夠更快速的判斷故障所在位置，操作人員觀察計算機設(shè)備得到的參數(shù)數(shù)據(jù)庫，在短時間內(nèi)完成對故障的處理，通過這種方法來幫助提升電子儀器的使用安全性，降低故障所造成的不良影響。

3.3數(shù)據(jù)集中處理

數(shù)據(jù)集中處理要求所檢測的電子儀器在常規(guī)狀態(tài)下運行，當(dāng)電子儀器的運行狀況發(fā)生異常時，并不能達(dá)到虛擬診斷技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，需要重新調(diào)整運行狀態(tài)并收集數(shù)據(jù)。在惡劣的運行環(huán)境下除計數(shù)器Yi之外，還需要另一個與計數(shù)器pi狀態(tài)相關(guān)的采樣值Zk，通過Zk便能夠判斷電子儀器運行狀態(tài)中所存在的異常。其中數(shù)據(jù)集中處理的常用算法如下：Zk=ZR±E；（ZR為電子儀器正常運行狀態(tài)的參數(shù)取值，E為限制值）

Yi計數(shù)器≠0，i=1，2，…，5，（電子儀器的執(zhí)行以及反應(yīng)性能良好）；

pi計數(shù)器≠0且Yi計數(shù)器=0，表示在i點出現(xiàn)電子儀器反應(yīng)與執(zhí)行性能差的現(xiàn)象。通過這有虛擬診斷的數(shù)據(jù)處理方法，最終得到的結(jié)果更加便于觀察電子儀器狀態(tài)，實現(xiàn)檢測效果。

4結(jié)語

總之，虛擬故障診斷方法簡單可靠，極易實現(xiàn)。經(jīng)多年數(shù)次在不同工程項目上應(yīng)用，均收到良好的效果。預(yù)計此方法在測控領(lǐng)域可以得到廣泛的應(yīng)用及發(fā)展。

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