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看一看专家系统在电梯控制柜故障诊断中的应用

发布时间:2021-11-18 15:38:32 阅读: 来源:贺卡厂家
看一看专家系统在电梯控制柜故障诊断中的应用

1 引言由于电子技术的高速发展,电梯控制技术也产生了很大的变革,由之前的简单的继电器——接触器控制发展成为可编程程序控制器(PLC)控制和微机控制,而微机控制技术现在更是得到了长足的发展,使电梯运行速度、质量和可靠性都有了很大的提高。为了减少在现场的接线和调试时间,电梯控制柜都是先依照要求在厂里接好并调试好,但微机电梯控制柜的参数众多,接线复杂,传统的人工查找故障和处理故障的方式就越来越不适应了,为了减少工人的调试时间,提高工作效率,我们设计了1个电梯测试平台,以模拟电梯在现场运行所需要的各种信号,同时用专家系统建立了1个专家系统,用于测试时的在线监测和实时故障的诊断。2 系统结构该故障诊断专家系统以研华工控机为主机,它主要功能是通过软件模拟电梯运行现场的各种信号,对电梯控制柜的端口状态进行监测利用5块研祥的PCL⑺22直接和工控机的总线相连,通过软件设置各个通道的I/O状态配合相应的输入/输出端口板直接与电梯控制柜的端口相连,完成数据的实时搜集和发送,搜集的实时数据送给故障诊断专家系统的数据库中,故障诊断专家系统根据现场的实时数据对电梯控制柜当前的状态进行监控和诊断。系统的结构图如图1所示。

3 电梯故障诊断专家系统的结构本故障诊断专家系统主要由知识库、实时数据库、推理机、知识取得机制、解释机制、人机接口和系统数据接口7个部分组成,故障专家系统结构图如图2:

知识库 用于寄存领域专家提供的专门知识,设计和建造知识库是建造专家系统中的1个关键工作,其实质就将专家的知识和经验分成实事和规则,以便于将使用和管理的情势组织起来存入计算机,用于问题的求解。专家系统的问题求解是利用专家的知识来模拟专家的思维方式进行的,所以,知识是决定1个专家系统性能优越与否的关键因素,1个专家系统的能力就取决于其知识库中所含知识的数量和质量。推理机在1定的控制策略下,对实时数据库中确当前问题信息进行辨认和选取知识库中的可用知识进行推理有宅基证的房屋可以强拆吗,以修改实时数据库直至终究得出问题的求解结果。推理机可以采取正向推理、逆向推理及双向推理等策略,推理机的程序与知识库的具体内容无关。实时数据库反应具体问题在当前求解状态下的符号或事实的集合,它由问题的有关初始数据、现场实时数据和系统求解进程中所产生的所有中间信息所组成。知识取得机制 负责建立、修改与扩充知识库,和对知识库的1致性、完全性等进行保护。知识取得机构可以仅仅是1个知识编辑程序,也能够是1个复杂的知识取得子系统,用来完成自动知识取得、自动知识求精等功能。解释机制用于对求解进程作出说明,并回答用户提出的问题。它模拟专家在解决问题时对其推理进程进行解释,负责对推理结论进行解释,是专家系统透明的集中表现。在专家系统中设置解释机制的目的在于使用户更容易接受全部推理进程和所得出的结论,同时也为系统的保护和专家经验的传授提供方便。人机接口在信息的内部情势和人可接受的情势之间进行交换。很多系统都提供了用户熟习的表现情势如自然语言、图形、表格等。这些情势与信息的内部表示情势相差很远,必须由人机接口加以转换。系统数据接口主要是完成数据的发送和接受。将电梯控制柜上的各端口数据搜集进工控机,同时将工控机发出的模拟现场的电梯命令送给电梯控制柜,电梯控制柜根据送来的命令进行工作。4 电梯控制柜故障诊断专家系统的具体实现电梯控制柜故障诊断专家系统开发环境为:Windows 98中文操作系统,Access2000数据库,全部系统用Visual Basic6.0开发完成。4.1知识的取得知识取得是将人类专家取得领域知识并将其转化为知识库的进程,是建造专家系统的主要困难阶段,而知识库的质量直接决定了专家系统解决问题的能力。因此,知识取得是建造专家系统的瓶颈问题。知识的自动取得是未来专家系统进1步研究的方向,目前主要采取领域专家和知识工程师相结合的人工取得知识方式。在这里,我们采取工厂调试专家向知识工程师提供故障时端口的状态和目前故障的类型和它们之间的相互关系等领域知识,同时知识工程师现场调试取得故障信息,知识工程师对这些信息进行分析和处理,建立合适的结构和规则,终究变成知识系统接受的知识表示情势,设计出专家知识库,同时在实际的测试进程中,如果没有发现适合的知识,则对知识库进行必要的完善,以到达真实的实用、好用为止。4.2知识库的建立知识库寄存问题求解需要的领域知识拆迁赔偿标准和谈判,知识的种类1般包括作为专家经验的判断性知识,和描述各种事实的知识。知识的表示情势是多样的,包括产生式规则表示法,语义网络表示法,框架表示法,概念表示法等。专家系统的利用以具有知识为条件,而知识在系统中有1定的表达模式。在本系统中,系统的知识由诊断知识构成,知识的表示采取框架表示法。所谓框架,就是表示实体类型的数结构,1个框架由1组槽组成,每个槽表示对象的1个属性,槽的值就是对象的属性值,1个槽可以由若干个侧面所组成每个侧面可以有1个或多个值。系统主要由两个框架所组成,1个是故障框架,1个是判断规则框架。故障框架主要包括故障名称槽,电梯控制柜各端口当前状态槽,?判断故障规则槽。判断规则框架主要有判断规则正文,故障缘由,解决故障的方法。框架容易由面向对象方法设计和实现,系统中框架的表示情势以下图:

例如:故障框架1故障名称:电梯不能启动确认条件:有呼梯信号,方向信号判断规则:判断规则框架1判断规则正文:有变频器故障信号故障缘由:变频器故障缘由置信度:0.8处理方法:检查变频器设置判断规则框架2判断规则正文:有速度信号,方向信号,无运行信号,关门信号,关门到位信号故障缘由:电梯控制柜有超载信号输入,或关门到位接线毛病缘由置信度:0.6处理方法:检查超载信号端和关门到位信号……4.3 推理机的建立专家系统中的推理方式通常有3种:①从目标动身,以反向验证的方式进行推理;②从所搜集的原始数据动身,以向目标归纳的方式进行的推理;③将以上两种方式的推理结合起来的,以双向混合方式进行的推理。电梯的故障有两类,1类使电梯禁用,即使故障排除,也必须由维修人员到现场使电梯控制柜恢复正常,另外1类是使电梯不由用,故障消除后,电梯控制柜能自动的正常运行。我们根据电梯控制柜故障的特点,采取深度优先的搜索策略,利用正向端口数据推理和逆向目标推理相结合的方式,快速查找故障缘由。在实际测试的时候,如果电梯控制柜端口不正常,则根据当前的电梯控制柜状态,得出出现故障的名称,然后根据故障名称查找故障判断规则,根据置信度的大小从大到小查找,找到对应的毛病,则系统立即通过对话框的方式提示给测试人员,并同时将故障方式的时间和缘由写进故障数据库。4.4 实时数据库的建立和故障的实时性判断由于我们测试的电梯控制柜在运行进程中,如果出现故障,出现故障的状态保持的时间相对来说比较短,然后控制柜自动将根据故障类型,自动停止或是处于锁定状态。为了能实时的检测控制柜的故障,我们利用PCL⑺22自带的Windows下的端口搜集函数,利用定时器,每隔200ms搜集1次端口,搜集满100次后向实时数据库写1次数据,以减少写数据库的时间。为了能实时辨认故障,我们每秒将电梯控制柜当前各端口的状态与电梯控制柜正常运行时的各端口状态表中的状态进行比较,如果正确就继续,如果不正确,才启动推理机进行判断,以减少故障查询时间,满足实时性的要求。同时由于电梯控制柜上的端口可以自定义,我们在程序中设置了1张参数表,用于用户选择端口的定义,该定义应当和实际的电梯控制器上的端口定义1样,然后程序会自动的动态生成1样端口数据表,用于寄存实时端口数据。4.5 人机接口的实现人机界面实现用户与系统的交互,我们采取Visual Basic6.0做界面,包括对电梯井道信号的模拟,在有故障时,我们采取实时对话框和声音的方式进行提示,同时将故障信息和产生故障的时间同时写进故障信息数据库,以便以后的查看和打印,用户也能够删除里面的信息。5 结论该系统自2001年投入使用以来,运行状态良好,基本上能实时检测中控制柜的故障,大大缩短了电梯控制柜出厂前的检测时间,遭到了用户的好评。实践证明,该故障诊断专家系统是成功的。6参考文献[1]田盛丰,黄厚宽,等.人工智能与知识工程[M].中国铁道出版社,1999[2]周青龙故障诊断与监测[M].电子工业出版社,1989[3]彭莉萍,刘载文.电梯远程监测及故障诊断专家系统[J].北京轻工业学院学报,第17卷第1期,1999,3[4]张定会,戴曙光,穆平安,张仁杰.实用故障诊断专家系统的研究[J].上海理工大学学报.第21卷第2期,1999[5]于复生,艾兴.基于Visual Basic的实时测控软件设计[J].微型电脑利用,2000,8[6]冯博琴.实用专家系统[M].电子工业出版社,1992(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章