电子仪器状态检测与典型故障的虚拟诊断技术

樊鹏程

摘要

文章首先分析了电子仪器状态与故障诊断中的虚拟仪器组成部分，促进了解电子仪器典型故障的引发原因，从环境以及参数异常的角度来进行。在此基础上整理出虚拟诊断技术在电子仪器检测中的有效使用方法，帮助提升电子仪器的使用安全性，基于虚拟诊断技术最终的故障检测效率也更高效。

【关键词】电子仪器 状态检测 典型故障 虚拟诊断

1扩大量程虚拟故障诊断算法

电子仪器状态检测与典型故障的虚拟诊断中，应用扩大量程虚拟算法，可以根据所采集数据的大小变化来判断信息传输效率，以及传感器在运行使用中是否存在故障影响。扩大量程是适当进行的，具有一个最大值限制，在限制范围内选定一个常规状态下测量不会产生的数值。例如需要测量的范围在5—lOMPa，在计算中按照扩大20%来计算，那么所计算的量程则为5—12MPa，根据不同的计算参照依据可以适当的调整扩大范围，以上案例的计算表达式为：

ymin

yn≤ymin，（传感器出现短路现象）

yn≥ymax，（传感器线路中存在断连现象）

公式中的yn表示数据采集进行到第n次，ymax与ymin分别表示数据采集的最大限制与最小限制。将这一虚拟诊断计算方法应用在电子仪器运行功率较小情况下，也可以准确判断出是否存在传感器传输问题，从而实现对电子仪器的检测分析。

2电子仪器状态与故障诊断中的虚拟仪器组成

2.1虚拟仪器的硬件组成

虚拟诊断算法需要仪器组成的硬件基础上来开展，其硬件部分包括信号采集装置、传输信道、分析系统、存储数据库以及控制模块组成。根据所诊断的不同电子仪器选择需要启动的硬件部分，并对应适合的信道来传输所采集到的数据，硬件的控制功能实现是通过单片机来实现的，将控制程序汇编在单片机中，嵌入相关的控制硬件中，从而实现软件与硬件之间联系体系的建立。硬件部分的组成一旦实现后是很难做出改动的，因此硬件的相关存储能力上都要达到规定标准，以免阻碍到最终的仪器使用安全控制。硬件部分在使用中也需要定期的检测，发现磨损严重或者使用故障问题后及时的调整，可以确保接下来所开展数据分析处理工作的准确度，并提升硬件功能稳定性。

2.2虚拟仪器的软件系统组成

软件控制程序更具有自主选择性，在使用过程中需要配合虚拟算法来进行，可以根据所检测电子仪器需求对软件功能进行调整，达到故障检测以及区域诊断效果。电子仪器运行状态受环境因素影响比较严重，因此虚拟仪器的软件系统中，也会设置环境监测模块，对电子仪器运行使用状态实时监管控制。软件部分是通过数据库来实现控制效果的，运行使用中数据库与所收集到的参数进行对比分析，当数据出现异常则表示运行状态并不理想，需要将数据控制充分引入其中，实现软件与硬件系统之间的结合。软件组成中信号传输以及接受装置是故障诊断功能实现重要组成部分，对于常见的技术性问题，通过这种方法来解决效果也更加的理想。

3虚拟诊断技术在电子仪器状态检测与典型故障诊断中的应用

3.1虚拟诊断技术应用的模块组成设计

虚拟诊断技术的模块组成设计是从软件与硬件两部分进行的，将控制程序以及网络传输部分分别对应相关的硬件模块相连接。可以先对数据库进行建立，用于各个模块功能实现的总控制，数据库完善后进行信息传输通道进行建立，探测部分捕捉到的参数变化也能更好的传输到控制系统中。软件功能实现是通过程序汇编实现并完善，在掌握设计目标的基础上建立一个基础框架，这样在整体功能上便得到了实现，框架完成后再对各个细节部分进行补充完善，典型故障诊断可以参照历史诊断经验来进行。虚拟诊断技术模块系统组成如图1所示。

在对数据库进行设计时，采用仿专家系统模式来进行，与实际诊断流程相一致，避免在诊断过程中因流程问题导致检测结果不准确。

3.2远程通信模块

远程通信任务实现可帮助完成信号的传输任务，从而达到对电子仪器虚拟诊断，了解设备运行状态以及所存在的故障问题。应用远程通信技术，可以建立起数据库的保护体系，能够在同一虚拟诊断系统中，同时完成多个设备运行状态的控制，在最终管理效果上也能达到最理想的效果。远程通信模块实现功能是通过局域网络来实现的，对应指令以及数据分类来连接到专用的信道中，快速完成数据信息的检测，这样将所得到的數据与数据库中信息进行对比分析，能够更快速的判断故障所在位置，操作人员观察计算机设备得到的参数数据库，在短时间内完成对故障的处理，通过这种方法来帮助提升电子仪器的使用安全性，降低故障所造成的不良影响。

3.3数据集中处理

数据集中处理要求所检测的电子仪器在常规状态下运行，当电子仪器的运行状况发生异常时，并不能达到虚拟诊断技术的应用标准，需要重新调整运行状态并收集数据。在恶劣的运行环境下除计数器Yi之外，还需要另一个与计数器pi状态相关的采样值Zk，通过Zk便能够判断电子仪器运行状态中所存在的异常。其中数据集中处理的常用算法如下：Zk=ZR±E；（ZR为电子仪器正常运行状态的参数取值，E为限制值）

Yi计数器≠0，i=1，2，…，5，（电子仪器的执行以及反应性能良好）；

pi计数器≠0且Yi计数器=0，表示在i点出现电子仪器反应与执行性能差的现象。通过这有虚拟诊断的数据处理方法，最终得到的结果更加便于观察电子仪器状态，实现检测效果。

4结语

总之，虚拟故障诊断方法简单可靠，极易实现。经多年数次在不同工程项目上应用，均收到良好的效果。预计此方法在测控领域可以得到广泛的应用及发展。

参考文献

[1]蒋朝阳，祝陈.基于DataSocket的虚拟仪器技术在设备远程状态监测与故障诊断中的应用[J].数字技术与应用，2012（05）：64-65.

[2]徐久师.基于LabVIEW的电子节气门虚拟试验台的设计及试验研究[D].南京林业大学，2014.