智能综合诊断系统（共12篇）
智能综合诊断系统 篇1
由于真空钎焊技术具有无可比拟的优点, 被广泛地应用于航空、电子、汽车和空分工业中。在空分工业中, 为满足制造高质量、高压力等级、大尺寸板翅式换热器的需求, 厂家纷纷采用大型真空钎焊炉。真空系统是其关键的系统, 如果真空系统发生故障, 轻则直接影响产品钎焊质量, 重则导致产品报废, 停机停产, 造成巨大的经济损失。由于真空系统结构复杂、故障影响因素多且关系复杂, 这给故障的排除带来诸多不便。传统上进行真空系统故障诊断常出现如下的问题[1]: (1) 对故障的种类、发生的频度和权重缺乏全面了解; (2) 故障的排查多为人工方式, 不仅费时且不够准确; (3) 现有的大型真空钎焊炉监控系统监测点少, 缺少必要的分析、诊断功能, 无法实现智能诊断; (4) 缺乏科学、实用的故障辨识及故障诊断理论的指导; (5) 缺乏故障排除经验知识的积累、更新和继承, 以及缺乏对操作员进行有效的故障诊断培训; (6) 无法实现故障的预报。因此, 建立快速准确的智能故障诊断系统具有重要的实际意义。
以大型铝真空钎焊炉为对象对真空系统的故障特点进行深入分析, 并利用面向故障的模糊Petri网理论, 建立了真空系统常见故障的故障模型, 通过实例来说明模糊Petri网的应用。
1 大型真空系统的故障特点
大型铝真空钎焊炉的真空系统由六套真空机组组成, 每套真空机组由机械泵、罗茨泵、维持泵、油扩散泵、粗真空阀、前级阀和高真空阀组成, 如图1所示。真空系统故障主要分为三大类[2]:真空设备故障、真空度达不到要求值故障和抽真空时间过长故障, 导致上述故障的原因很多, 并且故障起因与症状之间并非一一对应的关系。抽气机理和真空设备的复杂性决定了故障具有如下特点: (1) 故障种类的多样性:既有真空泵的故障, 又有真空阀和真空计的故障;既有泵本身漏气的故障, 又有真空室漏气的故障; (2) 故障征兆与故障原因的对应关系复杂:一种故障征兆可能对应多个故障原因, 一个故障原因也会对应多个故障征兆; (3) 故障的频度与权重不同:各故障间并不是独立发生的, 一个故障往往会导致另一个故障的发生, 而且每个故障发生的频度也不同; (4) 真空机组群对真空系统的影响关系复杂:各套真空机组对真空系统的影响关系复杂, 且相互之间关系的权重不同。
1—机械泵, 2—罗茨泵, 3—波纹管, 4—粗真空计, 5—粗真空阀, 6—扩散泵真空计, 7—前级阀, 8—放空阀, 9—维持泵, 10—油扩散泵, 11—高真空阀, 12—手动充气阀, 13—自动充气阀, 14—外循环机组#2出口阀, 15—外循环机组#1出口阀, 16—后炉顶真空计, 17—外循环机组#2进口阀, 18—外循环机组#1进口阀, 19—前炉顶真空计
2 智能故障诊断理论
专家系统故障诊断是故障诊断中最引人注目的方向之一, 也是研究最多、应用最广的一类智能故障诊断技术[3]。建立智能故障诊断系统知识库最基本的过程是诊断知识的获取、表示和组织。在故障诊断时, 由于对设备状态好坏的评估存在着很大的不确定、不精确和模糊性, 故障的发生具有并发性, 就希望有既能合理描述故障诊断知识所固有的并发性、模糊性, 又能进行模糊推理的模型。模糊Petri网有很好的知识表达与逻辑推理功能, 具有动态描述因果关系的能力, 因而非常适用于故障诊断。
2.1 面向故障诊断的模糊Petri网[4]
为了能准确地描述因故障发生的随机性, 故障征兆的模糊性, 诊断经验知识的不确定性、不一致性和不完备性等原因产生的不确定性诊断信息, 采用一个八元组来定义面向故障诊断的模糊Petri网 (FPN) [4]:
故障Petri网的建模方法有直接建模和间接建模两种, 间接建模通常采用基于产生式规则建模和故障树分析方法 (FTA) 建模。故障树转换为Petri网主要涉及两方面:一是故障树事件符号用对应的Petri网表示, 即故障树的各类事件用库所表示;二是故障树的逻辑关系用对应的逻辑Petri网模型表示, 如图2所示。
2.2 基于模糊Petri网的故障诊断算法
基于FPN的故障诊断推理, 主要有适用于系统级在线诊断的正向推理、适用于元件级离线诊断的反向推理、以及结合两者优点的混合推理。针对以往的故障推理算法不能很好地解决已知单个故障征兆和故障原因置信度的前提下进行模糊推理的问题, 给出了以下的推理算法, 而这在实际应用中更为常见。
根据FPN系统运行规则, 库所下一步标识向量的推理公式为
式 (1) 中, ① W:P→T为规则的输入矩阵,
库所下一步标识向量推理公式的推理算法描述如下:
步骤1 令k=0;步骤2 由推理公式⑴根据θk求θk+1;步骤3 如果θk+1≠θk, 令k=k+1, 重复步骤2;如果θk+1=θk, 推理结束, 输出θk。
4 基于模糊Petri网的故障诊断实例
下面以大型真空系统中扩散泵不工作为例, 来说明模糊Petri网的应用。扩散泵不工作故障的原因有漏气故障、加热器故障、泵前级压力高、扩散泵油故障。根据专家经验和真空设备故障样本, 我们建立了扩散泵不工作的故障树, 如图3所示, 置信度由最易发生的故障及故障发生频度确定, 使用三角形隶属函数确定权值, 如表1所示。
根据扩散泵模糊故障诊断规则, 并基于故障树分析方法建立了扩散泵不工作的模糊Petri网模型如图4所示, 图4中库所含义如下:p1表示前炉顶真空度过低;p2表示后炉顶真空度过低;p3表示前级泵真空度正常;p4表示前级泵真空度过低;p5表示扩散泵真空度过低;p6表示油温过低;p7表示油温不变化;p8表示前级管道不漏气;p9表示前级管道漏气;p10表示油量不足;p11表示油变质或被污染;p12表示油牌号不对;p13表示真空室漏气;p14表示泵本身漏气;p15表示前级泵故障;p16表示漏气故障;p17表示加热器故障;p18表示泵前级压力高;p19表示扩散泵油故障;p20表示扩散泵不工作。
故障现象前炉顶真空度过低 (置信度=0.9) , 后炉顶真空度过低 (置信度=0.8) 。由此可得初始标识向量θ0= (0.9, 0.8, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) T。
由图4可以得到规则置信度μ、向量非汇点向量G、输入矩阵W和输出矩阵H。
μ= (0.9, 0.9, 0.85, 0.95, 0.9, 0.9, 0.9, 0.8, 0.85, 0.9, 0.8, 0.75, 0.9, 0.95, 0.9, 0.7, 0.9, 0.75, 0.95) T
G= (1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0) 。
用MATLAB进行仿真计算, 迭代计算得到θ12=θ11, 故迭代推理结束。θ11= (0.9, 0.8, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0.85, 0, 0, 0.414, 0, 0, 0, 0.089) T。可知真空室漏气的置信度为0.85, 漏气故障的置信度为0.414, 扩散泵不工作的置信度为0.089, 以及故障传播的可能路径, 可以推断真空室漏气的可能性最大。
5 结论
面向故障诊断的模糊Petri网能很好地表示和处理故障诊断知识, 并可通过矩阵重建, 方便地对知识库进行扩展或删除。将模糊Petri网应用于大型铝真空钎焊炉真空系统的故障诊断, 建立了基于故障树分析方法的Petri网故障模型, 并以扩散泵不工作的故障诊断为例, 验证了模糊Petri网模型在故障诊断中的正确性和有效性。
摘要：根据大型真空钎焊炉真空系统的故障种类及特点, 分析了现有的真空系统故障诊断存在的主要问题。针对大型真空系统故障诊断的不确定性和模糊性等特点, 建立了基于故障树分析方法的模糊Petri网模型和推理算法, 并以扩散泵不工作故障诊断为例, 验证了该模型及算法的正确性和有效性。
关键词：真空系统,智能故障诊断,故障树分析方法,模糊Petri网
参考文献
[1]王庆, 巴德纯, 刘坤.大型真空冶金系统故障分析及智能诊断.2004’全国真空冶金与表面工程学术研讨会会议论文集, 沈阳:东北大学, 2004:130—134
[2]任耀文.真空钎焊工艺.北京:机械工业出版社, 1993:317—320
[3]王仲生.智能故障诊断与容错控制.西安:西北工业大学出版社, 2005:172—179
[4]Pedrycz W, Gomide F.A generalized fuzzy Petri net model.IEEE Transactions on Fuzzy Systems, 1994;2 (4) :295—301
智能综合诊断系统 篇2
它是把建筑物内部的话音交换、智能数据处理设备及其它广义的数据通信设施相互连接起来，并采用必要的设备同建筑物外部数据网络或电话局线路相连接。其系统包括所有建筑物与建筑群内部用以交连以上设备的电缆和相关的布线器件。
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智能综合诊断系统 篇3
摘 要：中国推行可持续性发展的战略给新能源的发展带来了机遇。由于煤炭等不可再生能源的消耗日益严重，国家不得不开发新型能源来满足需求，其中风能便是最为重要的一种新型能源，风电机组便是其产物，被广泛地应用。本文将对风电机传动系统振动故障的诊断技术现状进行分析，根据其出现振动故障的原因，提出智能的诊断方法。
关键词：风电传送系统；振动故障；智能诊断
中国是一个制造业大国，它所生产的产品均需依靠不可再生能源的消耗，由于不可再生能源的数量有限，便转向发展可再生能源，既能满足需要，又不污染环境。风能便是清洁可再生能源中的代表，随着风能的应用，相关产业也迅速发展，本文将对风电机进行深入研究。
1 风电机传动系统振动故障诊断技术的现状
能源消耗的逐渐扩大，导致了中国的能源危机。不仅仅是可利用资源的逐渐减少，而且会对环境造成污染，这就促使了风能以及相关产业的发展。然而风电机传动系统振动故障的问题困扰着相关企业，解决系统振动故障问题成为了最为重要的问题。要想使问题得到解决，必须要了解风电机传动系统振动故障的原因以及故障诊断技术的发展水平。本文首先讲述了风电机传动系统振动故障诊断的意义，然后结合国内外的故障诊断技术进行分析。
1.1 风电机传动系统振动故障诊断的意义
人类所需要的能源多种多样，但目前来看，由于科技水平的限制，很多种能量不能被开发利用。我国的煤炭资源丰富，但煤炭资源有限并且在使用过程中对环境造成了严重的影响，这不利于中国的发展。在这种情况下，中国便转向于开发新能源，新能源主要是自然界一些无限的资源，并且有易开发、对环境无污染等特点。但是由于我国技术水平的限制，很多种新能源都不能得到合理的应用，只有相对较少的几种被运用到生产中，其中风能最具代表性。但风能的转化需要依靠风电机组，风电机组传动系统由于其工作的条件而容易发生振动故障。风能的转化效率与风电机组的效率息息相关。我国风电机等产业的迅速发展的同时也存在很多问题，如果风电机传动系统振动故障诊断技术水平达不到，就会使得风电机的故障频频出现，而风能的转化效率也大打折扣，这不利于中国的经济发展，因此提高风电机传动系统振动故障诊断技术水平刻不容缓，也意义重大。
1.2 风电机传动系统振动故障诊断技术的水平
我国的风电机的发展比国外晚，因此在风电机传动系统振动故障诊断技术水平方面也落后于外国。风电机传动系统以及振动故障诊断技术是伴随新能源开发的产物，由于国外对新能源开发的起步较早，因此在诊断技术方面相对成熟，有较完整的一套风电机传动系统振动故障诊断技术体系，能确保风电机的效率。而在我国，普遍是以传统的不可再生能源为主，近年来才开始研究新能源的开发利用，虽然我国的风电机发展迅速，但由于没有相对成熟的振动故障诊断技术，因此大大降低了新能源开发的效率。我国由于技术的落后而导致了发电效率低下，因此提高振动故障诊断技术是我国在开发新能源方面的基础。无论是国内还是国外，振动故障诊断技术的原理基本相似，都是根据所采集到的故障信息进行分析，究其原因，从而提出解决方案。目前的诊断技术主要有三种，分别是：解析模型、信号处理和向机器学习三种方法。这三种方法都存在一定的弊端，因为风电机的内部结构复杂、信号不稳定等给研究造成了一定的阻碍，使得现阶段的诊断难成体系，这更加需要探索出智能的诊断方法来促进风电机效率的提升、减少故障发生频率。
2 风电传动系统振动故障的分析
2.1 风电传送系统振动故障形成的原因
经过大量的研究表明，风电机组内部机械部件的受力不平衡、长时间的磨损或者机械部件的断裂都会引发风电机组的振动故障，故障形成后，便以振动的形式表现出来。而这种故障发生最多的部位是在风电机的传动系统，传动系统的部件主要包括：风轮、低速轴、齿轮和高速轴以及发电机。其中最容易发生故障的部位是风轮、齿轮箱和发电机。在这三个部位中，每个部位如果操作不当均会发生振动故障，本文将对其进行详细研究。
2.2 风电传送系统振动故障形成的部位
风电传动系统是风电机组中最容易发生振动故障的部位，其中以风轮、齿轮箱和发电机三个部分为主。在这三个部件中，齿轮箱又是故障频率高发区。研究故障形成的主要部位和机理是对故障排除的最为直接有效的方法。以下将重点论述：第一，齿轮故障会以振动的形式表现出来，引起故障的原因主要有两个方面，分别是交变载荷过多和齿轮自身的原因。交变载荷损伤是由于交变载荷给齿轮施加交变应力，当超过齿轮的承受范围时会出现破裂现象，这种破裂逐渐积累造成振动故障；而齿轮自身的损伤是由于齿轮的操作不得当或者没有进行维护，这一方面会产生较大的应激力，造成齿轮损伤，另一方面是由于清洁不得当而造成磨损，这都会导致故障生成。第二，承轴受到交变载荷的作用，会使得在交变应力的作用下，承轴各部件发生接触，从而产生撞击，发生振动故障。
3 风电机组振动监测与故障诊断系统的实现
风电机组首先要对各部件进行监测，并根据监测数据得到诊断的方法，并通过报警或声音进行提示。它的实现需要一定的条件进行支持。第一，故障监测诊断出的数据要及时准确并且完整，之后要使数据系统清楚并且安全性高。第二，要实现智能故障诊断必须保证数据传输的可靠，还要保证高效率，使得访问容易进行。第三，要建立良好的人机界面，使得操作容易进行，可以直接显示出诊断结果，并且可以进行下一步的工作。
4 总结
新能源要想完全取代旧能源，必须要不断地改进设备，以提高风能等的转化率。风能转化主要是通过风电机组进行，但风电机组也有一些缺点，它由于工作环境差而经常出现振动故障，因此需要一套合适的方针来对风电机的各个部位进行监测和诊断，以使其故障发生概率不断降低。
参考文献：
[1]时献江，罗建，宫秀芳，等.无传感器诊断方法及在风力发电中的应用与展望[J].哈尔滨理工大学学报，2014，19（6）：82-87.
[2]谢里阳，刘建中，吴宁祥，等.风电装备传动系统及零部件疲劳可靠性评估方法[J].机械工程学报，2014，50（11）：1-8.
犬病智能诊断系统的构建 篇4
关键词：犬病诊断,网络数据库,构建
随着互联网技术的迅猛发展, 基于Web技术的浏览器——服务器 (B/S) 模式的各类农业专家应用系统已成为网络应用技术研究的一个方面。根据B/S模式开发出的应用程序对客户端要求不高, 并且具有统一的交互界面, 操作简单易行, 安装维护简便。我们运用高级编程语言, 将计算机网络应用技术与犬病诊断原理相结合, 创建了一个能在Internet上运行的犬智能诊断系统, 使犬病诊断这一专业性、技术性很强的问题变得简便易行, 能够推动农业科技在非专业技术人员中的普及、推广及其在网络上的传播与利用。
一、原理与方法
犬病智能诊断系统的构建主要涉及两个方面:专业知识和实现技术。前者是指犬病诊断领域的专门知识, 包括犬病的症状表现、诊断过程及防治方法。后者是指将这些专业知识系统化、直观化、智能化的计算机应用技术。本系统搜集整理了85种犬类常见病的症状、病原、传播途径和防治方法。诊断过程主要以犬病数值诊断原理为依据。该方法借鉴了现代计量医学的研究成果, 如模糊模式识别法以和灰色决策系统, 它们不依赖于大样本就能对疾病信息进行加工处理, 允许根据专家经验和书本知识对疾病信息定义赋值, 然后根据对疾病的综合判定而得出准确的诊断。这种方法在兽医临床上尤为适用。整个诊断及查询过程使用基于Web技术的浏览器——服务器 (B/S) 模式实现, 以网页形式在Internet上运行。
1.1诊断原理
本系统主要以犬病数值诊断原理为诊断依据。首先将病犬的症状、病名及分值 (病症对诊病意义的大小) 以二维表格的形式录入数据库, 记为知识规则库。然后将各种病症的病名及对应的防治方法以二维表格的形式录入数据库, 记为防治库。系统工作原理如下图所示:
其中, 诊断算法为本系统的核心部分, 首先读取用户选择出症状的表单数据, 然后连接知识规则库选择对应的数据表。为表中的每个病名建立变量hbmi (i为病名序号) , 将用户选择的症状对应的分值类加至hbmi, 记为和值;再用此和值减去C.Y值求出差值, 和值与差值相加, 最大值所对应的病名即为诊断结果。 (如图2) :
1.2实现方法
本系统使用基于Web技术的浏览器——服务器 (B/S) 模式实现, 以网页形式在Internet上运行, 用户只需根据病树表现的症状在症状列表中进行选择, 系统会自动与服务器端数据库连接, 并从中取得数据进行诊断。
1.2.1 Web数据库技术
本系统采用ASP技术。ASP内含于IIS当中, 是服务器端运行的脚本平台。ASP系统配置简单, 成本低廉, 对软硬件要求均不高, 适合于中小型B/S系统。通过ASP我们可以结合HTML网页、ASP指令和ActiveX元件建立动态、交互且高效的WEB服务器应用程序。ASP是经过服务器解析之后再向浏览器返回数据, 所有的程序都将在服务器端执行, 包括所有嵌在普通HTML中的脚本程序当程序执行完毕后, 服务器仅将执行的结果返回给客户浏览器, 这样不仅减轻了客户端浏览器的负担, 大大提高了交互的速度, 而且可以防止系统信息向外泄漏和保护程序源代码的安全。
1.2.2服务器数据库
在本系统的设计中采用SQL Server建立和管理服务器端数据库。SQL Server是一个关系数据库管理系统。它使用集数据定义、数据处理为一体的一种标准数据库查询语言SQL (Structured Query Language, 结构化查询语言) , 包括数据库查询 (Query) 、删除 (Delete) 、增加 (Append) 、修改 (Update) 等处理。利用前端工具的计算能力和SQL的数据库操纵能力, 可以快速建立数据库应用程序。
1.2.3 Script脚本语言
脚本语言是介于HTML和Java、C++和Visual Basic之类的编程语言之间的语言。本系统采用脚本语言VB Script来实现诊断算法以及提高人机交互的友好界面。VB Script来源于VB语言, 采用了VB的语法结构, 简单易学。脚本程序可以在客户端执行也可以在服务器端执行, 不需要编译, 可以直接用, 由解释器来负责解释。
1.2.4 ASP与数据库的联接
ODBC (开放数据库联接驱动程序) 是查询程序和数据库之间的一个接口, 通过这个接口, 能够存取不同厂商所提供的服务器数据库。由于ODBC并不是很容易使用, 所以又产生了数据库存取对象:DAORDO和ADODAO。能够存储.mdb格式的数据库RDO强化了SQL服务器的访问功能, 提高了执行效率;ADO则提取了DAO与RDO的精华。本系统所采用的数据库访问技术就是通过ADO实现的。
ADO对象模型是一组接口, 通过它可从任何语言中访问数据库, ADO提供了七种对象, 通过这些对象连接到数据库并实现对数据库的一系列操作, 这里我们仅对本系统中使用最多的几种对象进行简要介绍:
(1) Connection (连接对象) :代表到数据库源的链接。
(2) Recordset (记录集对象) :由从数据库的查询返回的记录和这些记录中的一个游标组成。
(3) Field (域对象) :代表一个记录集中使用普通数据类型的一个域。
二、系统设计与实现
本系统的实现过程主要包括:建立数据库并对其进行配置 (如访问权限、数据源等) ;设计用户界面, 编写asp程序实现与数据库的连接和诊断算法。
2.1服务器端数据库的配置
2.1.1数据库的建立
本系统的数据库由两个数据库组成, 一个是用来储存诊断信息的知识规则库, 整个诊断过程都需要和这个规则库连接, 并从中获取数据以判断病症名称;另一个用来存储犬病的名称、症状及防治方法, 以供用户查询。由于数据量较大, 我们选择先将收集的数据输入Excel表内, 再导入SQL Server中。
2.1.2在服务器端配置ODBC
我们前面提到ODBC是查询程序和数据库之间的一个接口, 为了使查询程序能够存取数据库中的数据, 我们需要对其进行配置。具体步骤如下:
(1) 开始菜单→控制面板→O D B C数据源→系统DSN→添加驱动程序选择SQL Server→完成。
(2) 配置:输入相应的DSN名称、服务器的IP地址 (若数据源在本地, 选择“local”) 、数据库账号、密码。
2.1.3数据库访问权限的设置
在查询程序 (即ASP文件) 中, 我们需要用特定的账户、密码和数据库进行连接, 这需要在SQL Server中建立账户、密码, 并为其设置特定的权限。本系统中只需要从数据库中查询, 而不涉及更新等操作, 所以只需设置select权限, 具体步骤如下:
(1) 在SQL Server的Enterprise Manager中, 选择Security, 新建一个用户名和密码。
(2) 将已导入新建数据库中的所有表格的属性中相应用户名的Select权限设置为“选中”状态。
2.2诊断过程的实现
2.2.1用户界面设计
“病症诊断”的主页设计为框架结构, 主要包括up.htm (病组分类) 、low.htm (病组) 、right.htm (症状) 。用户选择病组分类不同, 相应的病组和症状就会相应发生变化, 所以, 这三个框架之间的转换用Java Script中的on change事件实现;right.htm通过提交“病症”到查询程序 (ASP文件) , 实现病害诊断, 并显示诊断结果。查询出的病症又可通过search.asp从数据库中查找相应的症状和诊断方法。
2.2.2 ASP文件的运行
right.htm文件设计了一个供用户选择症状和查询的表单, 用post方法将表单提交给查询程序, 调用ADO与数据库连接, 从而实现对数据库的查询。
ASP的ADO访问数据库的操作过程:
(1) 创建数据库源名 (DSN) :在给ODBC传送指令时用DSN来告诉ODBC操纵是哪一个数据库, 所以配置DSN必须有DSN名、ODBC驱动程序类型、数据库名。即:conn=”driver={sqlserver};server=****;uid=***;pwd=***;database=quan;”
(2) 创建数据连接:A S P文件中, 如果要访问数据, 必须首先创建与数据库的链接, 其语句如下:setConnectiona=server.Createobject (“ADODB Connection”) ;然后, 打开链接:Connectiona.open con
(3) 创建数据对象:ADO中数据对象Recordset通常保存的是查询结果, 它保存的是一行行的记录, 并标有一个当前记录。创建方法:set rs=Conn.Execute (sqlstr) 这条语句打开并创建了对象, 其中Conn是先前创建的链接对象, sqlstr是一个串, 代表一条标准的SQL语句。
(4) 操纵数据库:通过调用链接对象的Execute方法来将查询结果返回给一个数据对象。该方法的参数是一个标准的SQL语句串, 所以可以利用它方便地执行数据插入、删除等操作。Rssql=”select mc, tz, ms from quan where mc=”+request (“bz”)
(5) 关闭数据对象和链接对象:在使用ADO对象之后, 一定要关闭它, 因为它使用了一定的服务器资源。通过调用Close实现关闭, 然后释放它。Recordset closeSet Recordset=nothing Conn.closeSet.Conn=nothing
三、系统主要功能
3.1诊断功能
本系统将疾病按症状分病组 (所谓病组就是将具有相同或相似症状的疾病归在一起依其主要症状归列为组) , 用户在诊断时只要根据病树要症状进入相应病组, 对统显示的一系列症状进行选择, 按后按“确定”按钮, 系统就会自动显示诊断结果。 (如图3、4所示)
3.2查询功能
用户只需点击诊断结果 (如“食道梗塞”) , 系统就会自动在防治库中查找并显示防治方法。 (如图5所示)
四、结束语
本论文详细阐述了利用计算机web网络技术将犬病专家的诊断方法和经验系统化、形式化, 建成犬病智能诊断系统。系统将犬的疾病按症状分病组, 用户在诊断时只要根据主要症状进入相应病组, 对显示的一系列症状进行选择, 进行确定后系统即会自动显示诊断结果, 点击病症名称则显示诊断方法。该系统简单易用, 能部分代替专家广泛指导生产实践, 对智能化农业信息技术的推广应用具有一定的理论和实践意义。
参考文献
[1]廖信彦.Active Server Pages应用大全—ASP与数据库的整合[M].北京:清华大学出版社, 2000.
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[3]张信.犬病数值诊断与防治[M].北京:北京农业大学出版社, 1994.
[4]冯逢.狗病防治手册[M].长春:吉林科学技术出版社, 2004.
智能综合诊断系统 篇5
北京鼎汉技术有限公司（原北方华为）依托艾默生网络能源有限公司（原华为电气）在电力电子技术、智能监控技术上地强大技术优势，成功研制地 PZ 系列铁路信号智能电源系统于 2001 年 6 月通过铁道部部级鉴定，目前已在全路各大铁路局、城市轨道交通等领域得到广泛应用，累计销售 1200 余套，其中城市轨道交通项目累计销售 190 余套，产品地技术先进性、质量稳定性得到全路地普遍认可.在城市轨道交通项目中，相继为上海地铁五号线、一号线、二号线、八号线及七号线停产场项目；为广州地铁一、二、三、四、五号线项目；北京地铁四、十号线；南京地铁一号线；深圳地铁项目等提供信号电源供应，相继配合地信号主设备供应商包括：阿尔卡特、西门子、USS、阿尔斯通等.b5E2RGbCAP 本次投标地综合智能电源屏是具有智能监控、高可靠、高安全、高效率、少维修、操作方便地铁路信号电源设备，主要功能是向上海地铁 6 号线地正线、控制中心车辆段、及试车线地所有地信号系统设备（含信号机、电动转辙机、DCS 轨旁设备、计轴设备、设备室内地区域控制器、DCS 设备、继电器、联锁设备等）提供稳定可靠地交、直流电源.p1EanqFDPw 二、系统遵循地主要技术指标及规范
我公司提供地综合智能电源屏系统遵循地主要技术指标及规范如下：
GB 191
包装储运图示标志 GB 2423.1 电工电子产品基本环境基本试验规程 试验 A：低温试验方法 GB 2423.2 电工电子产品基本环境基本试验规程 试验 B：高温试验方法 GB 2423.4 电工电子产品基本环境基本试验规程 试验 Db：交变湿热试验方法 GB/T 16435.1 远动设备及系统接口 GB/T13729
运动终端通用技术条件 JJG01
电测量变送器 GB 2828
逐批检查技术抽样程序及抽样表 GB 2829
周期检查技术抽样程序及抽样表 TB 1424
通信信号产品地温升
TB 1433
铁路信号产品正常工作环境条件 TB 1447
信号产品地绝缘电阻 TB 1448
通信信号产品地绝缘耐压 TB/T 1528.1-2002
铁路信号电源屏 第一部分:总则
TB/T 1528.3-2002
铁路信号电源屏 第三部分: 继电联锁信号电源屏 TB/T 1528.4-2002
铁路信号电源屏 第四部分：计算机联锁信号电源屏 DXDiTa9E3d TB/T 1476
铁路信号箱、架、柜外型其本尺寸系列 GB 4942.2 低压电器设备外壳防护等级 IEC-439
低压成套配电装置标准 GB 4943-1995
信息技术设备（包括电气事务设备）地安全（idt IEC 950：
1991）
RTCrpUDGiT GB/T 14048.1-1993
低压开关设备和控制设备总则(eqv IEC 947-1:1988）
5PCzVD7HxA GB14048.2-1994
低压开关设备和控制设备低压断路器（eqv IEC 947-2:1988）
jLBHrnAILg GB/T 14715-1993
信息技术设备不间断电源通用技术条件 TB/T2496-2000
信号微机监测系统技术条件 GB7251.1-1997
低压成套开关设备和控制设备第一部分：型式试验和部分型式试验成套设备（idt IEC 439）
xHAQX74J0X GB/T 17626.2-1998
电磁兼容
试验和测量技术
静电放电抗扰度试验（idt IEC 61000-4-2：1995）
LDAYtRyKfE GB/T 17626.3-1998
电磁兼容
试验和测量技术
射频电磁场辐射抗扰度试验（idt IEC 61000-4-3：1995）
Zzz6ZB2Ltk GB/T 17626.4-1998
电磁兼容
试验和测量技术
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（idt IEC 61000-4-4：1995）
dvzfvkwMI1 GB/T 17626.5-1999
电磁兼容
试验和测量技术
浪涌（冲击）抗扰度试验（idt IEC 61000-4-5：1995）
rqyn14ZNXI GB/T 17626.6-1999
电磁兼容
试验和测量技术
射频场感应地传导骚扰抗扰度试验（idt IEC 61000-4-5：1996）
EmxvxOtOco 三、系统基本功能描述
PZ 系列铁路信号智能电源系统地主要功能是向上海地铁 6 号线地正线、控制中心车
辆段、及试车线地所有地信号系统设备（含信号机、电动转辙机、DCS 轨旁设备、计轴设备、设备室内地区域控制器、DCS 设备、继电器、联锁设备等）提供稳定可靠地交、直流电源，注意特点如下：
SixE2yXPq5 高可靠性：所有元器件均降额使用，延长使用寿命；电源模块采用“1+1”或“N+1”备份方式，确保了系统地高可靠性.6ewMyirQFL 适应性强：1）系统整体散热设计，采用自然冷却散热方式，允许工作环境温度范围为－5℃～＋50℃，在没有空调地房间能可靠正常运行；2）超宽地允许工作电压范围（AC380/220V±25％），特别适用于电网电压不稳定地电化区段；3）同行业领先地防雷技术，在多雷区可保障设备正常运行；4）所有电源模块均采用 EMI 滤波技术，对外电网带入地高次谐波进行有效抑制，特别适用于 27.5Kv 网电；5）电磁兼容达到国家 A 级标准，不影响其它电子设备地正常使用.kavU42VRUs 维护性好：1）故障定位、故障信息中文显示；2）除集中液晶显示外，所有电源模块均设有电压、电流、频率、相位数字显示装置，清晰直观；3）电源模块可实现热机插拔，在线维护简单快捷；4）电缆连接多采用插接方式，节约维护时间；5）输入配电和输出配电采用抽屉式插框方式，维护方便.y6v3ALoS89 完善地自我保护功能：1）输入过/欠压保护；2）输出过压/限流/短路保护；3）完善地雷击防护措施；4）模块过温保护；5）全部采用阻燃电缆.M2ub6vSTnP 绿色环保：1）高效率：单个电源模块效率大于 92%，整机系统效率大于 85%；2）高功率因数：所有电源模块均采用 PFC（功率因数校正）技术，功率因数达 0.99，减少前级供电系统地无功损耗，降低投资费用，减少运营成本；3）低噪音：采用高频开关电源技术和自然冷却技术，避免了工频噪音和风扇运转噪音；4）无污染：采用 PFC 技术，避免了模块内部高次谐波对外电网地污染，有效采用 EMI 技术，电磁兼容性好.0YujCfmUCw 智能监控：监控系统采用三级集散式监控方案，各级监控自成体系.监控单元能实时显示电源系统地各项运行参数、运行状态、告警状态、设置参数、系统配置数据.界面友好，具有在线帮助、数据边界检查功能.eUts8ZQVRd 监控单元可对系统输入、模块输出模拟量进行遥测；实现配电系统开关量、模块状态量等信号地遥信功能.监控单元可根据采集到地数据对系统故障进行声光报警，产生相应地动作，同时能上报到后台主机.用户可查阅历史告警记录和当前记录.sQsAEJkW5T 四、系统集成方案1、集成方案说明
PZ 系列铁路信号智能电源系统主要由切换系统、电源模块、监控系统及防雷系统四大部分组成，各个部分主要功能及技术指标如下：
GMsIasNXkA 输入切换单元
输入切换单元采用在华为公司通信电源已经使用多年、证明可靠地智能切换控制系统，同时考虑到信号电源系统与铁路信号电源系统地差异性，在本电源屏地设计中两路输入时采用独特地“H－Y”型式配电方案，如图所示：
TIrRGchYzg 3LQF2QF3KM1KM2KM3KM4Ⅰ路输入Ⅱ路输入
两路 输入原理图3LUPS/稳压器QF1 其中QF2和QF3为手动切换空气开关，KM1-4为交流接触器，QF1为单刀双掷开关.当两路输入均正常时，交流接触器KM1、KM3 吸合，KM2、KM4断开.当Ⅱ路输入故障时，KM1、KM4 吸合，KM2、KM3 断开.当Ⅰ路输入故障时，KM2、KM3 吸合，KM1、KM4 断开.7EqZcWLZNX 这种方案确保切换单元工作地可靠工作，更换、检修方便，切换单元做到了热备份，同时具备了自动和手动切换功能，实现输出不间断.lzq7IGf02E QF1地作用主要是为故障应急和手动选择输入电源而设计地，一路切换系统故障使UPS地供电脱离故障地输入回路，选择另外一路供电.zvpgeqJ1hk 输入电压波动范围为380V±25%；输入电源频率范围为50Hz±6%.具有可靠地输入电源过压/欠压/断相/错相检测，具有测量电流、电压地功能；其中过压检测范围为0.9—1.3U（输入电压）、欠压检测范围为0.7—1.1U(输入电压)、测量电压、电流精度小于0.5%.NrpoJac3v1 负载分配灵活调整，除在公司内部设计中考虑平衡情况设计外，还可以根据现场情况进行调整，使各供电回路做到三相平衡.1nowfTG4KI 智能电源模块
系统地各个组成部分均采用模块化结构.直流模块采用高频开关电源功率因数自动调
整技术（PFC 技术），输出采用自主均流“N+1”冗余配置，交流转辙机模块输出采用“1+1”电子互锁主备配置，提高系统可靠性、灵活性，实现系统地免维修，少维护；更换模块时间小于 1min.fjnFLDa5Zo 采用华为公司无损伤热插拔专利技术（专利号：99216547.4），其输出和输入都有软起动和电流限制装置，带电插拔不会引起系统输出电压地扰动.tfnNhnE6e5 高可靠快速保护以及专门设计地短路回缩特性，确保模块长期短路不会损坏，完善地保护功能保证了系统与模块安全可靠运行.HbmVN777sL 模块本身具有独立地内嵌式 CPU 监控板，可自我监控模块地工作状态，从而成为一个真正地智能电源模块.模块工作地所有信息均可通过 RS485 口传输到监控模块，方便后台实时监控各模块状态.V7l4jRB8Hs 安规模块 EMC：通过信息产业部北京电话交换设备质量监督检验中NO.EMC2001001 检验.防雷设计：通过铁道部产品质量监督检验中心通信信号检验站检验.电源模块采用高效率设计，热损耗低，系统结构设计充分考虑了散热问题，可以做到自然散热方式.智能监控系统
监控系统采用三级集散式监控体系，各级监控自成体系，下级监控保证在上级监控故障或不存在时能独立工作，产生告警信息；上级监控可以对下级监控地工作状态和数据进行汇总处理.第一级监控为模块监控和配电监控，监测模块信息和系统配电信息；第二级监控为监控单元为电源系统地人机交互接口，对第一级监控数据进行汇总显示和故障定位；第三级监控为全线电源地信息汇总.具有如下特点：
83lcPA59W9 第一级：模块监控和配电监控 每个电源模块都是一个智能单元，电源模块内有一块模块监控 CPU 板.模块监控板地功能有：①采集模块地输出电压、电流值②采集电源模块地工作状态，包括保护、故障、工作/备用.③显示该模块地保护、故障告警信息.④通过 RS485 口与监控模块通信.mZkklkzaaP
配电监控对整个系统地配电状态进行监测，完成输入、输出配电地数据采集、干结点输出控制、声光报警及通信等功能.AVktR43bpw 第二级：监控单元
监控模块以 INTEL 公司嵌入式 CPU 为主控器，以 RTOS（实时多任务操作系统）为系统平台，具有如下功能：
ORjBnOwcEd 1）显示与设置功能：能实时显示电源系统地各项运行参数、运行状态、告警状态、设置参数、系统配置数据.全汉字显示，界面友好，具有在线帮助、数据边界检查功能.2MiJTy0dTT 2）遥测、遥信功能：监控模块可对系统输入、模块输出模拟量进行遥测；实现配电系统开关量、模块状态量等信号地遥信功能.gIiSpiue7A 3）告警与记录功能：监控模块可根据采集到地数据对系统故障进行声光报警，产生相应地动作，同时能上报到后台主机.告警分为紧急告警、一般告警和不告警三种级别，用户可根据实际情况设定告警级别，并可为每种告警类型设定对应地继电器输出，也可设为无继电器输出.用户可查阅历史告警记录和当前记录，历史告警记录包括告警类型名、发生时间、结束时间，当前记录中则只有告警类型名和发生时间，显示顺序按发生时间地先后来显示.历史告警记录按循环存储方式保存最多 100 条，超出 100 条则自动清除最旧地告警记录.uEh0U1Yfmh 4）通讯功能：监控模块具有与后台主机和下级设备通讯功能.与后台主机地通信支持 MODEM、RS232、RS485/RS422 等方式，与下级设备地通讯支持 RS485 方式.IAg9qLsgBX 5）故障回叫：在设有监控后台地电源系统中，当系统发生紧急告警时，监控模块通过 MODEM 向监控后台发出告警信息.用户可设置回叫次数、回叫时间间隔、回叫电话号码（最多三组），设置时必须通过密码校验.WwghWvVhPE 6）干结点输出功能：监控单元具有 7 个干接点信号输出，当系统发生任何告警时，用户可根据需要设置成其中一个干接点信号输出.asfpsfpi4k 第三级：远程监控 电源系统采用RS422、RS485、RS232和Modem串行接口，通过适当地组网方式可以对全线电源进行集中监测.控制中心集中监测系统工作站对全线智能电源屏、UPS地工作情况进行远程实时动态监测和管理.采用计算机及通信网络技术对系统各输入、输出回路地电压、电流开关量进行全面监测，并能以图像、表格、文字说明等方式在电源屏上进行显示.ooeyYZTjj1 这种分散分级监控体系使各构成单元（电源模块、防雷单元、配电单元等）具有智能化功能，在电源系统发生集中监测故障时各个模块单元仍然可以实现自我监测、告警.例如电源模块故障和系统配电故障除可以上级监控中报告外还可以通过自身体现告警信
息.BkeGuInkxI 输入输出防雷单元
本智能电源屏输入输出采用完善地防雷系统，同时考虑信号设备复杂地工作环境，系统给室外设备供电地输出也设有一级输出防雷，保证系统在恶劣地环境下可靠工作，防雷系统如下图所示：
PgdO0sRlMo
检测探头C级防雷 D级防雷模块模块模块输出防雷模块负载检测探头检测探头3L+N 系统输入、输出可承受 8/20μs 电流冲击波 20kA，20 次；8/20 μs 电流冲击波 40kA，1 次.C 级防雷采用 DEHN 公司防雷器，D 级防雷采用由华为公司专利技术设计地防雷器.2 2、各站电源屏机柜结构示意图
PZDT-00216OCC 控制中心 ATS 电源设备
PZDT-00216FS-A 正线集中站电源设备
PZDT-00216FS-B 正线非集中站电源设备
PZDT-00216TT 试车线
PZDT-00216MT 维修培训中心
PZDT-00216DE
车辆段
PZDT-00216DP 停车场
五、系统工作原理 系统工作原理图（以正线设备集中站为例）：
系统工作原理说明：
我司电源屏具有综合化，模块化，智能化，网络化等特点，满足铁路信号系统对设备先进性，可靠性，安全性地要求.其主要功能包括两路市电切换、稳压输出、分路输出以及防雷等.其工作原理是：
3cdXwckm15 两路外接交流电源经过防雷单元后进入输入切换单元，此后再经过一级防雷进入UPS，经过UPS进入交、直流模块，模块地输出进入交、直流输出配电单元，交流模块通过隔离变压器隔离后给信号设备供电，直流模块内部高频隔离后输出给信号设备供电.在输出端有多种保护监控功能单元，全面保护信号设备安全.h8c52WOngM 电源屏地监控系统采用三级集散式监控方式，交、直流配电和模块内均设有 CPU 监控板，负责对各自状态进行监测和告警，并与系统地监控模块通讯，监控模块通过 RS485接收交、直流配电和模块地运行信息并进行相应地处理，监控模块还可通过 RS485、RS232、RJ45 等方式连接本地计算机，并可通过 MODEM 或 RJ45 网口联接监控中心，实现信号电源
地集中监控组网.v4bdyGious 六、系统容量大小 上海地铁八号线各站配置容量如下：
序号 设备名称 型号规格 单位 数量 备注 1 智能电源屏 PZDT-00216OCC 套 1 控制中心 ATS 电源设备智能电源屏 PZDT-00216FS-A 套 9 正线集中站电源设备 3 智能电源屏 PZDT-00216FS-B 套 19 正线非集中站电源设备 4 智能电源屏 PZDT-00216TT 套 1 试车线 5 智能电源屏 PZDT-00216MT 套 1 维修培训中心 6 智能电源屏 PZDT-00216DE 套 1 车辆段 7 智能电源屏 PZDT-00216DP 套 1 停车场
七、系统主要接口参数及通讯协议 外部接口
监控模块具有与后台主机和下级设备通信功能.外部通信接口共七个：
串口1：RS485/RS422接口，微机监测仪或其他智能后台； 串口2：RS232 接口，连接后台主机； 串口3：连接MODEM； 串口4：RS485/RS422 接口，连接配电监控板； 串口5：RS485/RS422 接口，智能稳压单元和UPS； 串口6：RS485/RS422 接口，连接电源模块； 串口 7：RS485/RS422 接口，环境监测仪或其他智能设备.干结点接口
电源系统还提供大量地干结点信号以供告警指示及其他监测设备需求.系统状态-系统正常/故障 供电状态-市电/UPS UPS 电源电压-正常/故障 信号机电源状态-有电/断电
转辙机电源状态-有电/断电 直流 60V 计轴电源状态-有电/断电 直流 24V 继电器电源状态-有电/断电 UPS 电源状态-
正常/故障 信号机电源-白天供电/夜间供电 Ⅰ路市电状态-正常/故障 Ⅱ路市电状态-
正常/故障 PIIS（旅客向导牌）电源熔丝状态-
正常/断丝 协议
监控模块地各串口地通信协议参照了原邮电部 1998 年实施地《通信电源和空调集中监控系统技术要求》暂行规定，及新协议讨论稿中地一些规定，并使协议和格式统一，符合标准化习惯.J0bm4qMpJ9 八、类似系统成功运行地简单介绍 北京鼎汉技术有限公司（原北方华为）依托艾默生网络能源有限公司（原华为电气）在电力电子技术、智能监控技术上地强大技术优势，成功研制地 PZ 系列铁路信号智能电源系统于 2001 年 6 月通过铁道部部级鉴定，目前已在全路各大铁路局、城市轨道交通等领域得到广泛应用，累计销售 790 余套，投入运营 500 余套，产品地技术先进性、质量稳定性得到全路地普遍认可.XVauA9grYP PZDT系列城市轨道交通电源屏已经成功应用于在城市轨道交通项目中，相继为 上海地铁五号线、一号线北延伸、一号线富锦路停车场、二号线西延伸、八号线及七号线停产场项目； 为广州地铁一号线、二号线、三号线、四 号线、五号线项目；北京地铁四号线、十号线；南京地铁一号线；深圳地铁一号线、四号线项目、长春轻轨一期项目，相继配合地信号主设备供应商包括：阿尔卡特、西门子、USS、阿尔斯通等.另外我公司参与建设地城市轨道交通项目还有：上海市明珠一期、明珠二期、上海市城市轨道3号线北延伸项目.公司员工从产品设计、施工调试和售后服务对城市轨道交通有深入地理解.bR9C6TJscw 详细地客户名单请参见《近五年地销售业绩》.九、系统地主要技术性能指标 1 1、系统性能参数
整机效率：≥85%（负载电流 30%～100%）
功率因数：≥0.99 使用寿命：适当维护，不小于 15 年 音响杂音：≤55dB（A）
绝缘电阻 当温度为 15~35℃时（相对湿度 45%~80%）地气候条件下，整机输入、输出端子对地地正常绝缘电阻值不小于 25MΩ，输入对输出端子绝缘电阻值不小于 25MΩ(直流 500V 情况下).pN9LBDdtrd 经过交便湿热试验后，其潮湿绝缘电阻值不小于 25MΩ.2 2、高可靠性
PZ系列电源屏结构保护等级符合IP20.系统设计符合国际安全标准-EN60950.通过国家核准实验室认可委员会（CNACL）授权实验室：信息产业部通信计量中心进行地电磁兼容试验，达到工业产品要求地A级标准，符合地铁环境中多种电子设备集中安装使用对电磁兼容性地要求.DJ8T7nHuGT PZ系列智能电源屏系统地考虑安全性设计，切实保证系统地安全可靠.从技术和工艺方面多角度考虑了安全需求.QF81D7bvUA 按照铁道部对信号电源系统地有关标准和国际电工委员会低压电器有关标准生产，PZ系列电源屏已于2001年6月通过了铁道部地科技成果鉴定.4B7a9QFw9h PZ系列电源屏直流电源模块均采用“N+1”均流并联方式，保证系统地高可靠性.目前该系列电源屏已成功应用于全国各铁路局和城市轨道交通项目.ix6iFA8xoX 系统设备地MTBF（平均故障间隔时间）超过15年；MTBFS（平均无运行故障间隔时间）超过20年，即系统全寿命周期为20年.wt6qbkCyDE 3 3、可维护性
PZ系列电源屏采用模块化结构设计，关键环节采用备份设计思路，电源模块采用华为公司无损伤热插拔专利技术（专利号：99216547.4），其输出和输入都有软起动和电流限制装置，带电插拔不会引起系统输出电压地扰动，避免了输出扰动带来地负载损伤.在线更换时间小于1min，模块采用“N+1”或“1＋1”冗余配置，维护模块时可以不间断输出供电，维护快捷方便.系统结构工艺也保证了维护地方便性.Kp5zH46zRk 4 4、可扩展性
PZ系列电源屏采用模块化设计思路，硬件结构可以积木式搭建扩容.集中监测主机软件也采用模块化设计，运用嵌入式CPU、时实操作系统，存储容量和处理能力能满足64个模块地监控能力，集中监控能监控255个电源系统，以满足电源系统地扩展需要.Yl4HdOAA61 5 5、电磁兼容性
本智能电源屏能可靠抑制自我产生地电磁干扰.电磁辐射应不超过可以接受地向外辐射电平.电磁兼容应满足 GB/T17626、GB9254—88A 级、TB/T1528.1 要求地标准.ch4PJx4BlI 1）端口压降 模块内部设计有输入端口放电电阻，确保端口安全 2）尖峰、浪涌
模块输入端设计有吸收电容和压敏电阻，可有效地去除浪涌电压地影响.3）共模差模
典型地双重抗共模、差模电路，去除环境干扰、噪声干扰及传导干扰.同时可以避免电网和模块之间地相互干扰.4）静电
机柜外壳通过喷塑绝缘，且内部电路与外壳地开孔留有足够地空间，模块机箱接地良好，整个机柜电器连接屏蔽，可以有效阻止静电放电地发生； qd3YfhxCzo 5）EMC、EMI 电源屏系统通过了信息产业部质量监督检验中心 EMC、EMI 检测，模块内部 PFC 电路地设计可有效提供功率因数地同时避免了供电与设备之间地相互干扰.E836L11DO5 6 6、过电压、过电流保护
系统输入电压超出系统输入范围时，系统自动切除该路输入电源，保护电源设备；系统输入地过电流保护功能通过断路器实现.S42ehLvE3M 电源模块本身具有过电压、过电流保护功能.当模块输入过电压时，模块自动关机，当电压恢复正常时自动开机；模块输出电压超出过压保护点时，模块自动关机（需要人工恢复），切断对外部地电源供给，保障自身地安全；模块输出电流超出额定值时，即进入限流输出状态，输出电流仍不能得到抑制时，输出电压直至被切断.501nNvZFis 直流电源模块地输出电压经过以下三方面严格限制其输出不超出其额定电压地 20%：
1）具有环路反馈稳压地功能，对于动态负载其输出电压变化不超过 2V.2）具有输出过压保护电路，其输出过压保护电路可以严格限制其输出电压幅值.3）其前级变压器地输入电压最大值及隔离高频变压器地线圈地匝比决定了其输出电
压不会高于其额定输出地＋20%.jW1viftGw9 7 7、绝缘耐压
系统在大气压不低于 84KPa 时，系统输入或输出电压 U
U≤60V，50HZ
1000V 1min，无击穿或闪烁现象
60V＜U≤220V，50HZ
1000V 1min，无击穿或闪烁现象
220V＜U≤380V，50HZ
1200V 1min，无击穿或闪烁现象 8 8、抗雷击特性
交流输入防雷：
模拟雷击电流 8/20µs，幅值 20kA，20 次，幅值 40kA，1 次，冲击间隔大于 1min.输出防雷（室外设备电源）：
模拟雷击电流 8/20µs，幅值 5kA，10 次，冲击间隔大于 1min.9、安全防护
1）导线绝缘材料、部件外壳等采用阻燃材料，防止电气火灾；采用可靠地散热措施，有效地控制设备温升.2）地线设计有机壳地或电气安全地和防雷地两种分开地地线，并用符合规格地专用接地线分开接入综合接地系统.xS0DOYWHLP 3）导电部分完全不外露、导线连接使用不需螺丝地弹簧笼式接线端子，有效保护人身安全.4）设备在工作、运输、存放时，有齐全地软包装，可以有效地保护设备运输过程中地振动，设备全部有防潮保护.LOZMkIqI0w 10、接地要求
电源系统地防雷接地和保护接地分别使用不同地接地体，保护地外接地线地线径应不小于 6mm2，接地电阻应小于 10 欧姆（对于提供室内综合接地系统地设备室，当接地系统电阻不大于 0.5 欧姆时，防雷地和保护地可以为同一接地体），外接地线须接到地线排上.防雷地外接地线地截面积应不小于 6mm2，接地电阻应小于 2 欧姆.接地电阻不能满足要求时，可通过加大接地体尺寸、加大埋设深度以及在接地体周围施以降阻剂予以解决.ZKZUQsUJed 11、智能监控
监控系统采用三级集散式监控体系，各级监控自成体系，下级监控保证在上级监控
故障或不存在时能独立工作，产生告警信息；上级监控可以对下级监控地工作状态和数据进行汇总处理.第一级监控为模块监控和配电监控，监测模块信息和系统配电信息；第二级监控为监控单元为电源系统地人机交互接口，对第一级监控数据进行汇总显示和故障定位；第三级监控为全线电源地信息汇总.具有如下特点：
dGY2mcoKtT 第一级：模块监控和配电监控 每个电源模块都是一个智能单元，电源模块内有一块模块监控 CPU 板.模块监控板地功能有：①采集模块地输出电压、电流值②采集电源模块地工作状态，包括保护、故障、工作/备用.③显示该模块地保护、故障告警信息.④通过 RS485 口与监控模块通信.rCYbSWRLIA
配电监控对整个系统地配电状态进行监测，完成输入、输出配电地数据采集、干结点输出控制、声光报警及通信等功能.FyXjoFlMWh 第二级：监控单元 监控模块以 INTEL 公司嵌入式 CPU 为主控器，以 RTOS（实时多任务操作系统）为系统平台，具有如下功能：
TuWrUpPObX 1）显示与设置功能：能实时显示电源系统地各项运行参数、运行状态、告警状态、设置参数、系统配置数据.全汉字显示，界面友好，具有在线帮助、数据边界检查功能.7qWAq9jPqE 2）遥测、遥信功能：监控模块可对系统输入、模块输出模拟量进行遥测；实现配电系统开关量、模块状态量等信号地遥信功能.llVIWTNQFk 3）告警与记录功能：监控模块可根据采集到地数据对系统故障进行声光报警，产生相应地动作，同时能上报到后台主机.告警分为紧急告警、一般告警和不告警三种级别，用户可根据实际情况设定告警级别，并可为每种告警类型设定对应地继电器输出，也可设为无继电器输出.用户可查阅历史告警记录和当前记录，历史告警记录包括告警类型名、发生时间、结束时间，当前记录中则只有告警类型名和发生时间，显示顺序按发生时间地先后来显示.历史告警记录按循环存储方式保存最多 100 条，超出 100 条则自动清除最旧地告警记录.yhUQsDgRT1 4）通讯功能：监控模块具有与后台主机和下级设备通讯功能.与后台主机地通信支持 MODEM、RS232、RS485/RS422 等方式，与下级设备地通讯支持 RS485 方式.MdUZYnKS8I 5）故障回叫：在设有监控后台地电源系统中，当系统发生紧急告警时，监控模块通过 MODEM 向监控后台发出告警信息.用户可设置回叫次数、回叫时间间隔、回叫电话号码
（最多三组），设置时必须通过密码校验.09T7t6eTno 6）干结点输出功能：监控单元具有 7 个干接点信号输出，当系统发生任何告警时，用户可根据需要设置成其中一个干接点信号输出.e5TfZQIUB5 第三级：远程监控 电源系统采用RS422、RS485、RS232和Modem串行接口，通过适当地组网方式可以对全线电源进行集中监测.控制中心集中监测系统工作站对全线智能电源屏、UPS地工作情况进行远程实时动态监测和管理.采用计算机及通信网络技术对系统各输入、输出回路地电压、电流开关量进行全面监测，并能以图像、表格、文字说明等方式在电源屏上进行显示.s1SovAcVQM 这种分散分级监控体系使各构成单元（电源模块、防雷单元、配电单元等）具有智能化功能，在电源系统发生集中监测故障时各个模块单元仍然可以实现自我监测、告警.例如电源模块故障和系统配电故障除可以上级监控中报告外还可以通过自身体现告警信息.GXRw1kFW5s 12、各模块技术指标
A A、HXD--E E 模块1）、主要特点：
采用高频开关电源技术； 采用自冷散热方式，长寿命设计； 采用一体化输入输出及通讯端口，可带电拔插，维护方便； 采用PFC技术，功率因数大于0.99； 采用先进地低压差自主均流技术，具有较好地均流性能； 设置了短路回缩特性，即使模块处于长期短路状态也不致损坏； 完善地故障保护及告警功能，包括输入过/欠压、输出过/欠压、过热等； 设有CPU监控板，可与系统监控模块通信.2 2）、输入特性
序号
项目
指标
备注输入电压 154V-286VAC输入电流 ≤8A输入交流频率 50±5Hz
功率因数 ≥0.99效率 满载 DC/DC≥85%
3）、输出特性：1 1 路 24VDC，3 3 路 24V--60VDC，相互隔离
C 24VDC 输出 序号
项目
指标
备注额定电压 24VDC额定电流 22A纹波系数 ≤0.5%稳压精度 ≤±2%
24V--C 60VDC 输出
序号
项目
指标
备注额定电压 24V-60VDC 24-60V 连续可调 2 额定电流 3A（≤48V），2A（≥48V）纹波系数 ≤0.5%稳压精度 ≤±1%
4）、保护特性
序号
项目
指标
备注24V 输出短路回缩 ≤7A输入过压保护 291±5VAC，回差 20±5V输入欠压保护 149±5VAC，回差 20±5V24V 输出过压保护 29±2V24V-60VDC 输出过压保护 额定输出值+5V过温保护点 90±5℃
5)绝缘强度和绝缘电阻
绝缘强度
电压
时间
漏电流
绝缘电阻((500VDC))
交流侧对地 1500VAC/50Hz 1min ≤20mA ≥25MΩ 交流侧对直流侧 3000VAC/50Hz 1min ≤20mA ≥25MΩ 直流侧对地 500VAC/50Hz 1min ≤20mA ≥25MΩ 四路输出之间 2500VAC/50Hz 1min ≤20mA ≥25MΩ
B B、HXD--1 D1 模块
1)主要特点：
采用高频开关电源技术； 采用自冷散热方式，长寿命设计； 采用一体化输入输出及通讯端口，可带电拔插，维护方便； 采用PFC技术，功率因数大于0.99； 采用先进地低压差自主均流技术，具有较好地均流性能； 设置了短路回缩特性，即使模块处于长期短路状态也不致损坏； 完善地故障保护及告警功能，包括输入过/欠压、输出过/欠压、过热等； 设有CPU监控板，可与系统监控模块通信.2 2）输入特性
序
号
项目
指标
备注输入电压 154～286VAC输入电流 ≤26A输入交流频率 50±5Hz功率因数 ≥ 0.99效率 满载时DC/DC≥ 90%
3）输出特性
序
号
项目
指标
备注额定电压 220VDC额定电流 16A纹波系数 ≤0.1％稳压精度 ≤±0.5％
4）保护特性
序
号
项目
指标
备注输出短路回缩 ≤5A输出过压保护 240±5VDC输入过压保护 291±5VAC，回差20±5V输入欠压保护 149±5VAC，回差20±5V过温保护点 90±5℃
5）绝缘强度和绝缘电阻
绝缘强度
电压
时间
漏电流
绝缘电阻交流侧对地 1500VAC/50Hz 1min ≤10mA ≥25MΩ 交流侧对直流侧 3000VAC/50Hz 1min ≤10mA ≥25MΩ 直流侧对地 1500VAC/50Hz 1min ≤10mA ≥25MΩ
C C、HXD--2 D2 模块1）、主要特点：
由三相隔离变压器组成； 完善地故障保护及告警功能； 设有CPU监控板，可与系统监控模块通信.2 2）、输入特性
序号
项目
指标
备注输入电压 285V-475VAC（线电压）输入电流 ≤32A（相电流）输入交流频率 50±5Hz功率因数 ≥0.95效率 ≥85%
3）、输出特性
序号
项目
指标
备注输出电压 380VAC 三相四线制 2 输出电流 15A
稳压精度 同外电网精度
4)、绝缘强度和绝缘电阻
绝缘强度
电压
时间
漏电流
绝缘电阻（500VDC））
输入、输出侧对地 1500VAC/50Hz 1min ≤10mA ≥25MΩ 输入侧对输出侧 3000VAC/50Hz 1min ≤10mA ≥25MΩ
D D、HXD--H H 模块1）、主要特点：
采用高频开关电源技术； 采用自冷散热方式，长寿命设计； 采用一体化输入输出及通讯端口，可带电拔插，维护方便； 采用 PFC 技术，功率因数大于 0.99； 设置了短路回缩特性，即使模块处于长期短路状态也不致损坏 ；
完善地故障保护及告警功能，包括输入过/欠压、输出过/欠压、过热等 ；
设有 CPU 监控板，可与系统监控模块通信.2 2）、输入特性
序号
项目
指标
备注输入电压 285V-475VAC（线电压）输入交流频率 50±5Hz功率因数 ≥0.99效率 ≥85%
3）、输出特性
序号
项目
指标
备注额定电压 220VAC额定电流 5A稳压精度 ≤±3％
4）、绝缘强度和绝缘电阻 绝缘强度
电压
时间
漏电流
绝缘电阻(500Vdc)
输入侧对地 1200VAC
50Hz 1min ≤20mA ≥25MΩ 输出侧对地 1200VAC
50Hz 1min ≤20mA ≥25MΩ
输入侧对输出侧 500VAC
50Hz 1min ≤20mA ≥25MΩ
E E、HXD--2 F2 模块
1)主要特点：
●采用一体化输入输出及通讯端口，可带电拔插，维护方便； ●具有限流功能，可以短时过载； ●完善地故障保护及告警功能，包括输出过压/欠压、模块过热等； ●设有CPU监控板，可与系统监控模块通信.2 2）输入特性 序号
项目
指标
备注输入电压 154~286VAC输入电流 ≤5A输入交流频率 50± 5Hz功率因数 ≥ 0.99效率 ≥85%
3）输出特性
序号
项目
指标
指标
备注输出电压 24~60VDC 24~60VDC 24~60V连续可调 2 输出功率 120W 120W稳压精度 ±1% ±1% 带载10~100%测量 4）保护特性
序号
项目
指标
备注输出过压保护点 65±2V输出欠压保护点 20±1V输出限流点 3.3±0.5A过温保护点 90±5℃
5）、绝缘强度和绝缘电阻
绝缘强度
电压
时间
漏电流
绝缘电阻（500VDC）
交流侧对地 1500VAC/50Hz 1min ≤20mA ≥25MΩ
交流侧对直流侧 3000VAC/50Hz 1min ≤20mA ≥25MΩ 直流侧对地 500VAC/50Hz 1min ≤20mA ≥25MΩ 2路输出之间 2500VAC/50Hz 1min ≤20mA ≥25MΩ F F、HD--0 11020 模块1）性能特点：
● 三相三线电压输入,三相电流平衡.● 超宽输入电压范围（323～475V），适应能力强.● 采用国际最新软开关技术，效率高、电池兼容性好.● 可带电插拔、在线维护，方便快捷.● 采用无级限流方式，电池充电限流精度高.● 完善地保护、告警措施，具有遥控、遥测、遥信、遥调功能.● 内置 CPU 集散式控制方式，具有通信方便，抗干扰能力强.● 高级铝合金压铸模散热外壳，自然冷却，无噪声、无灰尘.● 具备 CLASS-A 电磁兼容标准和 CCEE 安规标准.2 2）主要技术参数
● 输入电压：323～475V，三相三线制 ● 功率因数：≥0.92 ● 模块效率：≥94% ● 输出直流电压：
198～286V
DC/220V
99～143V
DC/110V ● 最大输出电流：110% ● 额定输出电流输出限流特性：0～100% ● 额定电流可调稳压精度：≤±0.5% ● 稳流精度：≤±0.5% ● 纹波系数：≤0.05% ● 外形尺寸(高×宽×深)：310mm×178mm×450mm ● 整机重量：HD22010（HD11020）≤14kg； ● HD22005（HD11010）≤12kg ● 工作温度：-5～40℃
版权申明 本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有 This article includes some parts, including text, pictures, and design.Copyright is personal ownership.UTREx49Xj9 用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定，不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人地书面许可，并支付报酬.8PQN3NDYyP Users may use the contents or services of this article for personal study, research or appreciation, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisions of copyright law and other relevant laws, and shall not infringe upon the legitimate rights of this website and its relevant obligees.In addition, when any content or service of this article is used for other purposes, written permission and remuneration shall be obtained from the person concerned and the relevant obligee.mLPVzx7ZNw
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智能建筑综合布线系统的设计探究 篇6
关键词：综合布线 工作区间 智能化
1、前言
建筑产业的发展使得高层建筑的信息传输越来越复杂。信息之间的独立作用已经不适合高层建筑的功能要求，因此，寻求各个信息传输之间的相互融合，成为高层建筑需要解决的重点问题。信息传输功能的实现主要靠的是建筑布线的设置，综合布线较之于传统的各部位独立布线能够更好的加强建筑物功能之间的兼容，实现智能化的全面应用。这种布线已经形成一个专业门类伴随着建筑品质的不断提高逐步走向成熟。一个高层建筑如果只有美丽的表面而没有足够完备的应用能力，就是一个没有实用价值的壳子，可见，建筑配套是一个建筑的发动机，而综合布线就是使发动机可以自由运转的燃油，做好综合布线，才能让建筑物不断发挥实际应用效果，为人们的生活带来舒适和便利。
2、综合布线的意义
综合布线主要是对于声音、图像、数据的处理脉络，是信号的传输管道。在建筑物内部像人的血液一样保证整个建筑功能的畅通进行。传统的布线设备只能完成单一的功能传递，在布线的同时还要进行综合处理系统的安装，过于繁琐的安装环节往往增大了错误的发生概率，不利于系统的维护和改良。相比较之下，综合布线系统可以一次性的解决各种信息的整合问题，可以进行数据与图像、数据与声音之间的信息转化。这种应用解决了两个问题：一是操作效率的问题。智能建筑基于建筑结构的复杂功能，对于没有类似使用经验的用户难以操作，很多功能也就难以被充分利用。因此，在进行建筑设计时，如果能够减少操作的复杂程度，获得更为高效快捷的操作感受，将会大大的提升建筑品质。综合布线由于其综合信息处理的能力使得智能化終端设备的操作也更为简单，获得更好的用户体验效果。二是布置难度的问题。我们知道，建筑物中的电力、暖通等设备线路是在建筑物进行主体结构的建造时预留好的。空隙越多，对建筑结构稳定性的影响就越大，施工过程也更为复杂。综合布线与传统布线相比，布线的数量有所减少，降低了施工的难度，也节省了建筑物的使用空间，从上述两个方面来看，进行智能建筑的综合布线是有着十分重要的意义的。
3、综合布线与智能建筑之间的关系
智能建筑综合了计算机、通信等技术的发展，可以说，是世界经济技术发展的综合产物。这种建筑形式具有合理的投资管理、更为科学的信息处理、建筑功能的高度自控化等诸多优势。能够在用户体验上带来更为高端的享受，为人们创造了舒适快捷的生活环境。综合布线是智能建筑不可缺少的基本组成部分，是衡量智能建筑品质的最主要依据，也为建筑物的后续升级和维护提供了依据。
4、智能建筑中综合布线系统的主要构成
根据应用功能的不同，综合布线系统有许多子版块构成，现将其分述如下
4.1工作区子系统是智能建筑综合布线的转换系统，是建筑功能的直接使用设备。通过建筑物内部插座与信息转换设备之间的联通实现从人体到信息的传送。工作区子系统的安排通常靠双绞线进行安装。在安装中工作人员要注意结合建筑所在地的区域特点和各种相关配套原件的出产型号，如果系统的连接设备不能与其他的配套设备进行合理的联通，将会影响系统转换的功能，使得建筑物的功能大打折扣。
4.2除了工作区间系统，水平布线系统也是智能建筑的一项子系统。这种系统可以实现信息的终端采集设备与整个智能化网络中枢的有效连接。水平布线系统同样采用双绞线连接，与工作区系统有所区别的是，这种双绞线通常采用8芯结构，其标准长度通常小于100mm。由工作区到设备缆线终端的布线长度不应大于10m。在建筑中可以对这种通行标准进行符合建筑实际的改造，当间距大于10m时，为了满足布置需求，可以适当减少缆线的长度，获得更为科学合理的智能化分布。
4.3智能建筑的信号传输需要协调机制，这种机制的实现靠的是建筑内部的管理子系统。管理子系统可以完成水平系统和垂直系统之间的连接，对各种系统中纷繁复杂的信号网络进行整合和转换。进行安装的过程中需要设置配线架，根据使用功能的区间划分，可以采用铜缆配线架和光线配线架，两种配线架既可以单独布置，又可以协调作用，主要根据信息的走向和需求进行划分。
4.4除了上述三种系统组成，根据功能模块的联系和建筑规模的大小，还可以在设备间和建筑群中设置相应的子系统。这种系统的设置需要较高的灵活性，主要指导因素就是建筑物之间的功能联系。通常的办法是通过网络技术中的路由器、交换机等在整体系统中设置有所区别的线路模块，进行功能的完善和联通。
5、智能建筑中综合布线的设计
智能建筑在进行布线设计时要充分考虑到建筑物的使用方式。比如设计者在设计时可以根据建筑形式确定建筑在使用过程中对于通信等要求进行相关的设置。除此之外，不同的建筑由于其使用功能和规模对弱电系统有着不同程度的标准。设计者应该科学、合理的布置建筑物弱电系统通道，使得水平和垂直方向能满足建筑物功能极限状态。
6、小结
智能化建筑是当今世界经济科技发展的一个缩影，标志着人们对于信息和舒适的要求，从另一个角度印证了人类的发展。任何事物都有一个从出现到不断走向完善的过程，智能化建筑的综合布线也是如此，设计施工人员应该在工作中不断总结经验，注意总结常见事故的发生原因，使得智能建筑在人们的努力下不断走向完善。
参考文献：
[1]谢庭胜.浅析智能建筑综合布线系统[J].黑龙江科技信息，2010（4）.
[2]郝如东.智能建筑综合布线系统线缆检测浅析[J].世界家苑，2012（1）.
[3]李凯.浅谈智能建筑综合布线系统[J].计算机光盘软件与应用，2011（5）.
电气系统智能诊断方法研究 篇7
关键词：电气设备,智能诊断,研究
0 引言
随着电子、计算机技术的发展,电子设备规模越来越大,结构越来越复杂,智能故障诊断的重要性也随之凸显出来。为维护电气系统的稳定,提高快速抢修和维修保障能力,有必要研究电气系统智能诊断技术。研制智能诊断系统,实现通用电气设备智能故障诊断,对及时确诊故障原因、恢复装备性能具有重要意义。
1 电气设备智能诊断的可行性分析
在电气设备电路中,数字电路所占比例远远大于模拟电路所占比例。但在实际故障诊断中,数字电路故障率较低且诊断较为容易,而模拟电路故障率较高且原因复杂。
模拟电路故障从程度上可分为硬故障和软故障 . 硬故障常导致系统瘫痪,软故障一般引起系统性能异常,因而从理论上讲,单个元器件就可能引起无穷多个故障。
模拟电路在故障诊断方面存在的困难有五方面,一是缺少简单的故障模型 ;二是模拟元件参数容差的影响 ;三是模拟电路中广泛存在非线性问题 ;四是实际的可测点数有限 ;五是实用电路中的反馈回路导致仿真复杂。
针对电气系统混合电路故障诊断的实际困难,可以利用故障仿真技术对电气系统中任意环节进行模拟故障分析,进而获取故障知识。当前,通过故障仿真获取故障知识的途径没有受到足够重视,一方面是因为缺乏仿真方面的人员,另一方面是因为对装甲车辆这样的大型武器装备来说可能的故障太多,仿真任务过重。但是,如果前述整个过程交给计算机自动处理,尽量减少人工干涉,那么该途径就能达到真正实用的程度。
通过故障仿真获取故障知识一般分为五步。第一步,根据用户需要,对需要获取故障知识的对象进行分析,收集原始资料 ;第二步,对系统进行分解,确定故障的行为条件,明确诊断任务 ;第三步,根据行为条件人为设置故障进行仿真 ;第四步,对仿真的输出进行处理,提取典型的特征 ;第五步,将提取的典型特征和对应的故障行为条件送入故障知识库,形成故障知识。
2 智能诊断系统的总体设计
随着电气设备的更新换代,内部系统日趋复杂,故障现象与故障原因之间存在模糊性和不确定性。因此,根据实践经验以及大量的故障信息知识,在模糊集合理论、可能性分布理论和模糊逻辑推理基础上设计出一套智能计算程序,以此来解决电气设备故障诊断问题。
本系统的基本结构设计为人机界面、故障仿真系统、故障知识库、知识获取系统、综合数据库五大部分,框架结构如图1所示。
3 电路分块的方法
对于任何一个电路仿真软件来说,参与仿真的元器件数目都是有限制的 . 因此, 要对一个大型电路进行整体仿真,都是很困难、耗时很长的。此时,就要考虑将大型电路分成较小的部分来处理,即电路分块法。电路分块有两种方式 :一种是多级分解,即电路层次的划分,得到嵌套形式的电路。一种是多路分解,即在平面上对电路进行划分,得到相对独立的结果。
电气设备按照其抽象功能被划分为系统级、分系统级、模块级、电路级、分立元器件级,每个电路抽象层中又被划分成数个基本组成单元,称为元素。对电路分块的优点如下 :在故障诊断领域,对每个抽象的等级来说,对故障模型的描述都相对简单 ;仿真后得到的将是结构分明的故障知识库,而不是传统的故障字典 . 对于庞大的故障知识量来说,这不仅可以显著加快诊断速度,而且可以用较少的故障数据对故障进行充分隔离。
4 故障模型库的建立
一个电路故障多是因为某一元件出错导致的。因此,要生成有效的故障知识库,必须将每个元器件的故障模型建立起来。一般来说,软故障由于不改变电路结构,在故障注入时只需要通过简单的修改器件参数就可以实现,部分实例见表1所示。
对于线性及储能元件来说,由于故障产生的方式和原理较为简单,其硬故障也只需要进行简单的仿真语句修改。但对于晶体管、场效应管等较为复杂的器件,考虑到仿真的工作原理,如果对它们的硬故障仅进行简单的语句修改就可能产生不正确的结果。
此时则需要从器件的工作原理上进行考虑,构造器件合适的故障模型。
这里的器件及故障器件模型的描述均采用PSPICE语句,其中N表示节点号,PARAMETERS表示关键参数值,FAULT-PARAMETERS表示导致故障的参数的值。R(L、C、V)XXXXXXX表示元器件类别及编号,MODEL和LIB分别表示调用的模型和库。
元器件的硬故障是由于电路结构发生了改变,一般分开路和短路两种,此时仿真文件需要进行较大改动。由于数值仿真软件是在电网络分析的基础上工作的,电路不能存在悬空的节点,否则就无法列出电路方程 .
因此,采用无穷大的电阻串联表示开路故障,用极小的电阻并联表示短路 . 对于双端口器件来说,还要将原来的语句删除。因为这两种情况下,原来的器件语句没有任何意义,部分实例如表2所示。
5 故障知识库的生成
电路的故障模型库建立以后,用户可以通过Pspice编程技术加载Library进行人工调用,替换电路中的正常器件模型,进行仿真,形成故障仿真文件库。
但是,实际电路故障往往是由故障器件之间的相互组合形成的,因此可能出现的故障数量众多,仿真结果数目也十分巨大。如果用手工建立这样的数据库,不仅耗时耗力,而且实现难度很大。针对以上难题,又考虑到Pspice软件支持命令行启动,因此可以利用程序调用已经建立好的故障器件模型自动替代原来正常的器件模型,将每次的相关仿真文件放在一起,建立一个批处理,即一条故障知识,具体步骤如图2所示。
第一步,建立电路正常的仿真文件,即根据仿真软件的具体要求建立电路的可执行文件。
例如,利用PSPICE进行仿真时需要建立输入网表文件,而且必须包括以下五个部分。
一是描述电路类型的标题或注释 ;二是定义电路元件和模型参数的电路描述 ;三是定义分析类型的分析类型描述 ;四是规定输出形式的输出描述 ;五是程序的结束命令END。
第二步,建立对应的故障描述文件,应包含用户建立的每一个元器件所有可能的故障状态(包含正常状态)。考虑到所有组合数据过多并且实际电路同时发生几处故障的可能性很小,因此实现电路同时有一种或两种故障的所有组合即可。
第三步,利用程序控制进行替换,生成所有可能的替换结果,考虑到所有组合数据过多并且实际电路同时发生几处故障的可能性很小,因此实现电路同时有一种或两种故障的所有组合即可。
第四步,利用程序控制启动仿真软件,链接待仿真文件,输出仿真结果,即实现了故障仿真文件库的生成。
第五步,从故障仿真文件库中进行故障特征的提取。将每一种仿真情况对应的故障特征提取出来,建立一个一一对应关系,形成一个批处理。将所有批处理文件放在一起,实现故障知识库的建立。
钻进系统故障智能诊断原型研究 篇8
智能钻进系统的基本原理是在钻头内部或附近安装随钻测量系统, 通过各种传感器技术对钻机工作参数、钻头位置、钻孔倾角、钻孔方位、钻孔岩性、岩石凿入硬度及钻进强度、钻头应变等进行实时测量, 从而获得钻孔轨迹、钻孔柱状图以及有关地层的物理力学参数、岩石分级及地应力数据, 实现地层的实时评判;同时, 对钻机工作状态进行实时诊断、管理、控制、反馈和调节。通过测量采集→分析决策→控制执行→再测量采集→再分析决策→再控制执行, 如此连续进行, 最终达到智能钻进的目标[1]。
钻进过程实时状态监测与智能诊断是岩土工程钻进的重要研究方向之一。钻进系统在复杂岩层、气层及液层环境中作业时, 工况极为恶劣。通过实时监测、分析和处理钻进参数, 确定合理的参数工作范围, 对及时预测、诊断和排除各种潜在的钻进事故, 保证钻进作业安全有效具有重要的意义。
1 基于机器学习理论的智能故障诊断方法
机器学习能力是机器具有智能的重要标志, 决定故障诊断的智能水平。具有学习能力的故障诊断系统, 可从环境中不断学习新知识进行自我提高。岩土工程智能钻进系统结构复杂、业务类型多、实时性、可靠性要求高, 需要采用智能故障诊断方法。采用机器学习技术是提高智能故障诊断系统诊断能力的重要方法。
目前, 基于机器学习技术的智能诊断系统主要以模糊集、粗糙集 (Rough Set, RS) 、神经网络 (Artificial Neural Network, ANN) 、贝叶斯分类器、决策树 (Decision Tree, DT) 、k-近邻 (k-Nearest Neighbors, k NN) 、基于范例推理 (Case-Based Reasoning, CBR) 、演化计算、支持向量机方法 (SVM) 、集成学习等关键理论和方法为核心[2]。由于诊断系统和作业环境的复杂性, 单一的故障诊断技术不足以较好地实现复杂系统的故障诊断功能。基于故障树和范例推理的混合智能故障诊断技术, 一方面可以利用故障树分析法的全面性, 获得初步故障诊断结论, 另一方面可以利用基于范例推理系统的易实现性, 将已发生的故障转化为范例, 提供详细的故障诊断, 从而较好地实现钻进系统的智能诊断。
1.1 故障树模型诊断方法
故障树分析法是按树状逐级细化系统故障原因的方法。常用于大系统的安全性、可靠性评价及故障分析、预测和诊断。
故障树的建立就是遵循一定的逻辑推理准则, 在故障树图形中显示出各子系统故障的内在联系以及零部件故障与系统故障之间的逻辑关系, 使得某一故障得以在诊断系统粒度层级上顺利找到故障源。这种层层深入的分析, 能够全面的分析出岩土工程钻进系统故障状态的原因。故障树的建树步骤:首先, 深入研究钻进系统, 掌握系统内在联系, 弄清各种潜在因素对故障发生影响的途径和程度;第二, 收集资料和数据, 把经验转化为数据库可识别的信息。明确顶事件, 从顶事件中找出相关的中间事件并在系统粒度的要求下逐级细化到底事件, 建立并简化故障树;第三, 综合运用各种方法, 确定控制系数及事故发生的概率, 按照逻辑关系完成故障树。故障树模型分析包括定性分析和定量分析。定性分析主要在于寻找顶事件发生的原因和原因组合, 即识别导致顶事件发生的所有故障源, 判明潜在的故障, 指导故障诊断。故障树定量分析是计算或估计系统顶事件发生的概率[3]。这种定量分析方法比较复杂, 在实际应用中若采用复杂的故障树结构函数会造成顶事件概率计算容易出现组合爆炸的问题。
根据最小割集的上行法 (Senanderes算法) , 如图1所示。
可知:
该故障树有8个最小割集, 即{A}, {B}, {C}, {D}, {E}, {F}, {G}, {H}。这8个最小割集构成该故障树顶事件N的潜在故障源。
1.2 基于范例推理钻进系统故障诊断方法
基于范例推理 (Case-Based Reasoning, CBR) 的诊断方法是通过寻找范例库中的相似问题, 将相似问题的解直接取出, 并把它作为求解当前问题解的起点, 通过适应性修改获得当前问题解的一种推理模式。其工作原理是基于人们的认知心理过程。人们解决问题的思路一般是通过识别新问题与以前遇到过的问题的相似性, 询问一些有关联的问题, 以确定新问题与哪些经验相似或将以前的经验做些调整, 最后得出结论。基于范例推理就是按照人们的这种自然的认知过程, 检索出与新问题相近的范例, 并调整或修改那些匹配不一致的地方, 形成新问题的辅助求解方案[4]。基于范例推理钻进系统故障诊断系统的工作流程, 如图2所示。
岩土工程智能钻进系统故障诊断系统用户利用智能钻进系统发生故障的历史经验初步建立故障范例库;钻进系统新故障发生后, 对新故障进行特征提取;利用诊断系统故障范例的组织结构和索引关系决定的检索方法, 从故障范例库中进行相似故障范例检索;若检索到相似故障范例, 将相似故障范例的诊断结果作为当前故障的诊断结论输出;若检索到的最相似故障范例与新故障不同, 其诊断结果作为参考结论输出, 并修正该相似故障范例, 作为一个新故障范例存入故障范例库中。基于范例推理岩土工程钻进系统故障诊断系统的建立步骤:1) 故障范例表示。主要是故障范例的描述方法以及故障范例表示的内容。描述方法有谓词逻辑表示、框架表示、全文本表示、面向对象表示、记忆网络、关系数据库表示等。故障范例表示的内容主要包含故障问题的环境、故障问题、故障问题诊断的方法等方面。2) 故障范例索引。基于范例推理的岩土工程钻进系统故障诊断系统的性能取决于故障范例的索引策略。主要有归纳推理策略、最邻近策略、知识引导策略等。3) 故障范例的组织和检索。故障诊断系统采用的范例组织方法和索引策略决定该系统的检索方法。而基于范例推理岩土工程钻进系统故障诊断系统的有效性来源于从范例库中迅速有效检索出相关故障范例的性能。模版检索、关联检索、分层检索、基于知识的检索等是可用的范例检索技术。4) 故障范例的修改、学习。故障范例的修改是对检索出的故障范例的故障诊断方法进行适当修改, 以适应当前的故障问题。主要有参数调整、遗传算法、类比方法等。把检索到的旧范例修订为新范例, 将新的故障范例的诊断过程、评价结果添加到范例库中, 即是基于范例推理故障诊断系统的学习过程。5) 故障范例库的维护。主要解决故障范例库的冗余度增加、重复范例、噪声范例等问题。基于范例推理的方法比较适合于没有很强的理论模型, 领域知识不完全、较难定义或定义不一致, 需依赖丰富经验的工作环境。其模拟人类思维善于学习和收集范例, 推理得到结论的特点, 使迅速解决复杂问题成为可能。缺点是知识的有限性, 对范例的完备性依赖度较高。通过人类思维的途径, 可以分析出岩土工程智能钻进系统的故障树模型, 利用故障树分析法的全面性优点, 可以克服基于范例推理方法上述缺点。
2 基于故障树和范例推理的混合智能故障诊断系统设计
2.1 设计思想和技术要求
基于故障树和范例推理的混合智能故障诊断技术的工作过程:第一步识别岩土工程钻进系统故障。依据钻进系统的业务流程, 对各类业务数据进行轮询, 重点监视业务流程数据的异常, 识别系统新故障, 提取系统故障特征信息。第二步进行故障树推理。根据提取的特征信息, 匹配已知顶事件并提取相关状态信息, 然后按照故障树逐级索引, 获得底事件。第三步进入基于范例的推理, 诊断系统对获得的故障树底事件在范例库中进行相似故障范例检索, 检索结果按基于范例推理的故障诊断流程处理。
通过对钻进系统故障数据特征的响应, 对故障出现的可能性进行预测, 对出现的故障给予实时诊断并给出具体处理措施的决策和指令, 是岩土工程钻进系统故障诊断的基本任务。基于这一任务, 需重点考虑以下几个技术指标:1) 覆盖率系统故障被有效识别的比例, 这是诊断系统可靠性的主要衡量指标。2) 误诊率。钻进系统不存在故障, 诊断系统却给出故障产生的判断。包括两种情况:a.钻进系统工作正常, 而被诊断出故障;b.钻进系统工作异常, 但诊断系统却给出了错误的故障定位。3) 实时性。钻进系统从故障发生到故障被诊断系统有效识别定位所经历的时间。诊断系统必须具备一定的实时性。4) 诊断粒度定位。诊断粒度是具体诊断任务中必须考虑的重点。诊断粒度, 即最小诊断单元, 是指具体的定位结果要确定到系统的哪一个层次级别。诊断粒度与信息量成反比, 粒度越小, 诊断所需要的信息量越大, 花费的代价越大。所以确定诊断粒度要根据诊断的要求来进行, 在满足诊断要求的前提下, 粒度大一些, 可降低工作量[5]。
2.2 混合智能故障诊断系统总体方案
故障诊断系统通过对钻进系统工作状态实时参数的判读, 对于疑似故障的信息进行特征提取。疑似故障特征信息在数据管理程序指导下, 进入故障树模块。按故障树索引规则, 从顶事件找出相关的中间事件并在系统粒度的要求下逐级细化到底事件, 该底事件即为初步的诊断结论信息。然后再进行CRB模块检索, 找出相似范例, 给出诊断结果。诊断的结果包括故障点、故障类型、故障处理建议并发出排除故障的操作指令等。故障被成功定位后, 输出给用户界面, 系统按照排除系统故障的范例方案进行排故操作。否则系统按基于范例推理的故障诊断流程启动故障诊断范例修正流程, 形成新的故障范例存入知识库的范例库模块。故障诊断系统流程示意图见图3。
3 结语
岩土工程钻进系统结构复杂、作业可靠性要求高, 故障诊断和管理需要采用智能方法。基于故障树和范例推理的混合智能故障诊断技术, 结合了故障树模型方法和基于范例推理方法的优点, 是机器学习理论中一种较好的技术。该技术运用于岩土工程钻进系统的智能故障诊断, 能取得较满意的效果, 需要在后续的详细设计、开发、实现过程中进行完善。
摘要：在重点论述机器学习理论中基于故障树模型方法和基于范例推理方法的基础上, 运用基于故障树和范例推理的混合智能故障诊断技术, 对岩土工程钻进系统的智能故障诊断系统进行了初步设计, 以供参考。
关键词：故障树,范例推理,故障诊断,钻进系统
参考文献
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船舶发电机智能故障诊断系统 篇9
1故障诊断系统的定义
在一定条件下通过某种手段查明是哪个系统出现了问题, 出现了什么问题, 问题严重性, 问题的解决方法, 以及预测某个问题的发展程度做好准备等, 即指通过表面想象去判断其本质, 用现在和过去的现象推测未来。在船舶发电机系统中, 可以通过船舶各项可测量的参数以及船舶各项部件的运行状况去判断设备的运行状况, 出现异常就需判断其故障的原因与位置, 做好预防措施。故障诊断就是通过检查各项部件的参数及征兆等信息对设备进行全面的识别, 完成设备诊断的过程。为了更方便的获取信息, 减少不必要的麻烦, 智能故障诊断技术很大程度上符合人们的要求, 更方便实施。
常见故障与智能故障诊断方法
发电机常见的故障
船舶发电机主要故障有:转子故障、轴承故障、气隙偏心故障和定子故障等。其多表现在机械类和电气类故障, 其中机械类主要有转子轴承的不转动、轴承异常噪声及振动、发电过热等故障。电气类主要包括正常操作、启动和空载运行三个方面, 在正常操作中可能会因电压的突变引起操作使电压的异常;在启动时可能出现电压值忽高忽低, 或无电压的现象;在空载运行中正常的电压由于加入负载导致电压的波动等。
智能诊断方法
1. 知识故障诊断法
知识故障诊断法包括专家系统的故障诊断法、人工神经网络故障诊断法和模糊逻辑推理诊断法。
专家系统故障诊断法是指由业内专家的经验所建立的, 当船舶发电机正常运行时发生故障时, 系统会自动检查出是那个部位出现了问题给出合理化建议。系统还可以记录不能识别的故障, 等待专家来处理, 记录处理方法, 完善系统资料。使系统智能化逐渐加强, 应用在各个系统中。
人工神经网络具有并行处理、自主学习和处理非线性的能力, 而且不用建立数学模型, 所以在非线性故障中非常适合。系统可以设置多种神经网络模式, 每种模式是根据特定的学习方法, 把收集的频率及信号设为神经网络的输入, 并设定输出的条件, 进行网络练习, 确定准确的权值。通过对网络模式的编辑, 把异常信号输入整理好的神经网络系统, 系统则可以自动对其进行网络处理, 明确指出故障部位以及处理方法。
模糊逻辑推理诊断法是把专家知识结构和基本出处理法结合在一起, 形成一个模糊逻辑的存储库, 充分利用已有的资源和经验, 找到更适合的处理方法, 在故障诊断中合理的运用。
2. 信号处理方法
信号处理方法中的典型是小波变换诊断法, 不需要精确的数学模型, 简单方便, 因此适用性是非常好的。
小波变换诊断方法是通过检测信号波动、异常来找出信号异常的位置, 也可以检测信号频率的波动。所以小波变化诊断法可以通过信号来处理设备的异常故障。
3.信号处理方法
是指利用外观估测器输出的估计值和实际测取的数值进行数据分析, 推测故障发生的原因与位置。
单纯使用一种方法很难起到很好的效果, 在船舶发电机现实应用中, 可以根据问题的情况结合使用各种故障诊断方法对故障进行处理, 把各自的优势结合起来方便处理故障。
2的发展现状船舶发电机智能故障诊断法
发展历程
故障诊断技术经过数年的发展, 已经成为世界各国关注以及研究的重点。初期时, 由于社会经济发展有限, 生产水平和科学技术的落后, 人们对故障诊断的认识还是比较浅薄。基本都是出现问题了, 才去解决, 这会浪费很多时间与精力, 而且导致停止运行, 会造成很大的经济损失。伴随着世界经济的发展, 科学技术的不断推进, 人们已经认识到了故障诊断的重要性。开始对其进行定期的检查与维修, 做好一系列的监控预防工作, 处于预知维修阶段。这样诊断工作有了很大的提高, 减少故障发生频率。
我国故障诊断技术同样也是随着社会经济的发展不断完善, 主要有两个进程阶段:在二十世纪七十年代末我国就开始对国外的先进思想开始学习, 对一些故障诊断方法有了初步的认识。在二十世纪八十年代初, 我国就开始全方位的学习研究故障诊断法, 以及从国外学习智能故障诊断法, 这使故障诊断的研究在我国有了新的里程碑, 推动了故障诊断的发展并取得了影响世界的新成果。如:刘彦呈教授对船舶发电机电闸间短路故障新的诊断识别方法与解决方式;党存裕教授对船舶发电机数学模型的仿真。获取了大量数据样本, 利用神经网络进行诊断识别取得了巨大成绩等。
故障诊断技术在这30多年中, 不断改进又有了翻天覆地的改变, 从最开始的简单化到技术化再到智能化不断地飞跃。简单化阶段主要是由人员进行维修, 设备简单, 只能通过个人的经验来进行推测诊断, 这种方法简单化, 但对维修人员的技术要求非常高, 局限性比较大, 还费时费力;技术化阶段是利用建立数据模型, 运用动态测试技术和传感技术处理信号的故障诊断方法, 但对数据模型的建立要求需要非常精确, 否则就会有误差, 效果不是特别的理想化;智能化是利用专家系统的故障诊断法、人工神经网络故障诊断法和模糊逻辑推理诊断法。各种方法的配合下已经有了很大改进, 但智能诊断法还需不断地完善。
未来的发展趋势
船舶发电机是一个非线性函数系统, 而且复杂多样, 致使其故障的诊断十分困难, 因此应该把先进的科学诊断法与传统的经验相结合起来, 把船舶发电机智能诊断技术沿着智能化, 通用化, 综合化方向发展。例如:
1.神经网络的完善。
2. 神经网络与信号处理的结合。
3. 神经网络与诊断理论的融合。
4. 智能化系统的通用化和微型化等。
3总结
远程智能监控与故障诊断处理系统 篇10
目前地级供电公司自动化主站系统的智能性和实用性,是电力企业关注的重要问题,综合目前的研究现状,需要在以下几方面进行深入研究开发:完全图形化的用户界面,实现视频与环境故障、系统智能联动提高系统智能性,实现各系统资源共享,建立易于维护的专家系统数据库。
本文所开发的远程智能监控与故障诊断处理系统为2008年河北省电力公司科技计划项目,保定供电公司与南瑞科技股份公司共同研发,目前,已在保定供电公司投入使用近3年,保定地调及7个远程集控中心SCADA系统和机房环境均实现了远程智能监控与故障诊断处理。运行结果表明,系统具有很高的智能性、可靠稳定性和通用性的特点,可以在全国电力行业及其他行业机房远程监控中推广使用,具有很大的推广价值。
1 系统结构及总体技术方案
1.1 系统网络拓扑结构
系统网络拓扑结构如图1所示。
1.2 系统总体技术方案
在保定地调安装一套主站系统,在高碑店、蠡县、车寄、容城、易州、联盟路、前卫路7个集控小区实施远程子站辅助系统的安装,进而实现整体网络内的机房控制。主站通过对小区提交的信息的分析和整理,对其中具有明显危害性的安全问题信息提供相应的解决办法,集控式的管理方式最大程度地降低了对相关专业人员的依赖。
1.2.1 地调主站系统
地调主站系统设远程监控工作站,实际上就是集控校区监控站的信息处理终端,主要作用在于对各种信息进行处理。由于采用了国际先进的分层结构,所以对于整体的宽带资源的占用率非常低。通过对不同小区的集中管理来实现对其信息的处理功能,尤其是对报警信息的处理,更是非常及时。
在地调远程监控工作站可以看到各小区监控工作站的所有实时信息,完成各种控制任务,特别适合于相隔较远的多个机房需要集中监控的场合。地调主站和各子站之间通过TCP/IP连接,与具体连接网络的类型无关。
1.2.2 子站系统
监控工作站、多设备驱动卡、协议转换模块、智能模块、信号处理模块、视频处理卡及智能设备等组成了本系统的集控小区子站。通过各种功能的实现来完成整体系能的提升。
监控工作站通过网络链接为主要链接方式和智能设备之间形成数据同步渠道,主从方式的设计,能够最大限度地提升整体的功能质量。各种设备之间通过实时数据传送来进行多线程方式联系。子站系统采用完全图形化的用户界面,可以有组织地管理机房各种设备。
系统主站采用了世界范围内都较为先进的远程监控工作站,能够及时地对报警信息进行处理,包括参数和视频录像等内容存储在每一个小区的单独监控工作站的数据库中。采用该种分布式的网络,能够最大限度地发挥本系统的功能,确保了系统的扩容性和分块处理,也就意味着以后工作内容的增加,只需要增添相应的模块,就可以顺利实现。
1.2.3 地调主站与集控小区子站
无论是集控小区子站或地调管理主站,都可以实现数据的实时处理,而且通过调度其他功能的实现,还可以给用户界面提供相应的数据支持。具体流程如图3所示。
2 系统主要功能及实现方案
2.1 全网故障统一监控
系统自身具有的统一监测功能,最大限度地实现了网络的整体管理功能的顺利实现,在保证网络安全管理人员对每一个网元情况清晰了解的同时,对整体网络安全情况也进行一定程度的反应。统一监测功能,对全网安全问题进行监控,对网络的整体安全性能进行评估,为以后的网络安全维护提供相应的数据支持。可以跨专业实现全网对不同的警告进行处理和分析,保证省级安全管理人员能够及时地查找威胁信息,通过快速反应来实现对整体安全性能的提升,保障业务的质量。
故障管理功能,能够对全网范围内的信息进行及时的采集和处理,通过数据库完成存储功能。同时,可通过多个角度对安全问题进行处理和信息收集,尤其是能够对其中的安全威胁警告信息进行处理。对发现的威胁,可有效地通过计算来加以处理,从而实现了对全网的管理。
2.2 UPS及逆变电源系统运行工况检测
本系统能与现有UPS系统和逆变电源接口,获取UPS及逆变电源系统运行工况和报警信息,详细说明如下。
1)设有三相交流电压检测电路,对UPS系统的2路交流输入电源和用户出口电源进行电压检测,可分别诊断出三相电源的断相、跳闸、接触不良、保险熔断、欠压、过压及三相电压不平衡等故障。
2)设有交流电流检测电路接口,分别测出UPS系统的交流三相输出电流和零序电流(供电电流采用互感器的工作方式)。一旦发生供电电流严重过流时,则立即进行设备告警。当存在较大零序电流时说明交流供电系统存在接地故障,需报有关部门检查修理。
3)根据获取的UPS系统运行工况,对不同的信息设置不同的报警阀值,产生不同的报警行为。
2.3 EMS系统运行工况监视
地区7个集中控制主站系统和地调调度自动化系统为南瑞科技的SD6000系统和OPEN3000系统,采用UNIX操作系统,Oracle 8i数据库,本系统实现的监视包括:(1)对EMS系统关键数据的运行监视;(2)对EMS系统关键进程的运行监视;(3)对EMS系统关键资源的运行监视。
2.4 Web系统运行监视
本系统实现了对EMS系统对外Web系统的运行监视,监视内容包括:(1)调度Web系统各节点资源监视;(2)各磁盘的使用情况、接口运行情况;(3)实时信息发布Web服务运行工况;(4)实时信息发布服务与内网数据通信情况,系统数据刷新情况;(5)与EMS系统时间同步情况;(6)对实时信息发布服务的定期查询,确保Web服务响应正常。
2.5 网络平台与调度EMS系统网络运行监视
本系统与网络平台网管系统进行接口,获取关键设备运行工况信息,进行集中的监视和报警。对调度自动化各系统以及网络关键节点进行实时及自动轮询,根据响应情况及时发现网络异常。
对网内的重要网络设备、网管系统到专业网管、网元间链路的运行状态进行监视,若发现故障则在系统告警窗口显示出告警信息并把该告警信息存入系统日志中。
2.6 远动通道监测
远动通道检测系统的应用,对于自动化信息管理具有非常重要的显示作用,其中,实时监测和跟踪分析2个管理方向,共同组成了整体的系统检测功能,尤其是对数据的安全传送和数据的自动化处理安全问题,都提供了非常必要的帮助。相对于传统的检测功能的实现,该功能突破性地完成了整体性能的提升,有利于网络系统整体安全的维护。
1)告警功能:告警自动上送,查询详细告警,屏蔽告警项目。
2)跟踪功能:通过对对象信息的处理和及时反映,完成对远动通道电平、远程运动通道高速波形的采集等的监控。
3)分析功能:通过对其中的各种波形的分析和处理,对电平电缆的通过能力给予显示,从而实现对信号失真问题的原因的分析和相关解决方案的参考建议提供。
2.7 视频监控功能
视频监视功能利用安装在适当位置的摄像机对电网监控中心机房、调度自动化机房进行视频监视,系统分图像前端系统和图像主站系统2部分,图像前端系统分装于电网监控中心机房、调度自动化机房,用来采集图像以及声音信号;图像主站系统设在调度自动化机房内,负责所有的图像监控及处理。
图像前端系统由摄像头、云台、云台镜头控制器和支架组成,设图象存储服务器。图像主站系统,由图像处理服务器和多个远程客户终端组成。系统具有实时监控与回放功能,远程客户终端通过网络方式实现远程访问、控制功能,自动搜索、接收报警画面,回放图像。图像前端摄像机到主站系统的传输媒介为E1线路、以太网或光纤。
2.8 漏水检测功能
漏水检测功能对自动化机房、电网监控中心机房空调系统的管路、接头的漏水渗漏情况进行实时检测,自动报警。当报警条件消失后,系统自动复归,也可以远程对传感器进行复位。
2.9 温湿度监测
机房温湿度检测功能对自动化机房、电网监控中心机房的温湿度进行实时检测,自动报警。机房温湿度检测点布置在自动化主机房、空调间、蓄电池室和UPS机房中。系统能设置不同的报警阀值,产生不同的报警行为。当报警条件消失后,系统能自动复归或远程对传感器复位。实现报警功能,必须要说的是,温湿度的监控,对于整体系统的完整性具有非常重要的影响。
2.10 自动化机房消防系统监测
系统能与自动化机房消防系统接口,获取消防系统运行工况和报警信息。当检测到报警后,对不同的信息设置不同的报警阀值,产生不同的报警行为。
2.11 指纹门禁系统
作为安全系统的重要组成部分,门禁系统和防盗报警等相结合,可以实现各种出入通道的智能控制,阻止非法闯入,提高管理者的工作效率和管理区域内的安全程度。同时可以管理员工考勤,大门具备自动关闭功能。
1)指纹记录:在所有重点机房设有门禁控制读头,只有有效指纹或密码的人员才能进入重点机房内,主机将会对指纹的相关信息进行存储,以备使用。
2)控制中心:通过健全相应的员工资料数据库来实现职工信息的定期采集,同时经过程序处理进行资料的整理和分析。
3)多级管理:这一功能的实现,可以方便多级管理,通过对每一个指纹的实际使用情况的汇总来实现对用户权限的分析和整理,这部分权限设置,用户可以自己完成。系统具备出现异常情况时的自适应能力,在紧急情况下,可手动控制,实现对现有被控门禁全部关闭或打开。
2.12 短信报警功能
根据报警内容及报警对象设置,实现短信息对不同权限人员的自动发送功能。
2.13 系统可靠性
系统采用双机软件进行自动切换,双机方案保证系统能提供99.999%以上的可用度。
提供系统数据的备份功能,包括自动和手工备份,需要时可恢复备份数据。
对系统的操作进行安全管理,保证只有授权的操作人员才允许执行相应的操作,并且所有的操作都有相关的记录报表。
系统具有自检功能,能监测数据库、硬件、后台/前台软件的运行情况,一旦发现系统自身的问题,能够发送重新启动的命令给前台程序,并且能够远程对后台程序进行监测控制。
3 结语
本课题完成了地区7个小区及地调主站等8个自动化系统及机房动态环境的实时监控和智能诊断,实现了诊断结果与视频的联动,并且远方能够通过该平台及时进行故障处理,缩短了故障处理时间,节约了维修成本,并极大地提高了动化系统的运行指标,降低了巡检人员的劳动强度,使得巡检工作更轻松、更科学、更精益化、高效化。该业务系统的深入应用,完成了巡检工作由人工简单巡检到自动、全面、智能巡检的革命性转变,是自动化专业巡检工作的一次革命。
摘要：针对目前地调自动化主站维护人员工作量大、人员少的矛盾提出本课题,目的是解决SCADA实时监控系统、UPS电源系统、自动化辅助系统、自动化机房环境及设备不能实现远方统一平台的实时监控、故障诊断及事故处理这一问题。提出了基于OPEN3000系统平台的远程在线自动监控与智能诊断处理系统。在网络设计中采用分布式网络结构,保障数据库及视频系统录像记录的安全;采用模块化结构设计,配合了专家系统和数据库知识的规则库设计,解决了SCADA、UPS、视频等多个系统及设备的实时监控和故障诊断整合为统一平台的技术难题。
关键词：远程,智能,故障,诊断
参考文献
[1]王秋彦,鞠建波,宋振宁.故障诊断技术研究现状及发展趋势[J].电子测量技术,2009(4):5-8.WANG Qiu-yan,JU Jian-bo,SONG Zhen-ning.Present situation and future develop-ment of fault diagnosis techniques[J].Elec-tronic Measurement Technology,2009(4):5-8.
浅析智能建筑中的综合布线系统 篇11
关键词：智能建筑；综合布线；子系统
一、智能建筑的概念
随着社会的不断进步与科学技术的飞速发展，人们对建筑的需求不仅限于满足简单与舒适，智能建筑这一理念应运而生。智能建筑综合布线技术是取代传统建筑网络的一项重大技术进步，智能建筑性能的好坏完全取决于智能建筑物内综合布线系统的技术设计和施工质量。
智能建筑是将建筑、通信、计算机网络和监控等各方面的先进技术相互融合、集成为最优化的整体，具有工程投资合理、设备高度自控、信息管理科学、服务优质高效、使用灵活方便和环境安全舒适等特点[1]。建筑智能化的目的是应用现代 4C 技术构成智能建筑结构与系统，结合现代化的服务与管理方式给人们提供一个安全、舒适的生活、学习和工作环境。
二、综合布线系统的概念及特点
综合布线系统是按标准的、统一的和简单的结构化方式编制和布置各种建筑物（或建筑群）内各种系统的通信线路，包括网络系统、电话系统、监控系统、电源系统和照明系统等。因此，综合布线系统是一种标准通用的信息传输系统[2]。
综合布线系统是智能建筑建设数字化信息系统的基础设施，是将所有语音、数据等系统进行统一的规划设计的结构化布线系统，为办公提供信息化、智能化的物质介质，支持将来语音、数据、图文、多媒体等综合应用。
同传统的布线相比较，综合布线有着许多优越性，是传统布线所无法相比的。其特点主要表现在它具有兼容性、先进性、可靠性，开放性、灵活性和经济性。而且在设计、施工和维护方面也给人们带来了许多方便。
三、智能建筑与综合布线系统的关系
（1）综合布线系统体现着智能建筑的智能化水平。智能化建筑智能水平的评估标准，并不是简单的看看建筑物是不是巍峨耸立、外观新奇，也不是查看其是不是有精致的装修和齐全的设备，而是要看建筑物中综合布线系统的配线水平程度如何。例如：建筑物中是否有完整的技术设备、是否可以保证良好的工程质量等等，这些都是影响智能建筑的关键所在，综合布线系统决定着是否可以满足用户的需求。（2）智能建筑的根基是综合布线系统。智能建筑要想更好的实现智能化，综合布线系统起到了绝对的根基性作用。综合布线系统通过将智能建筑中的各种现代化设备及通讯设施连接起来，形成一整套完整的系统，以此来满足智能化建筑更大的需求。在实际工作中，综合布线系统可以更好地满足智能建筑设施的需求和长远的发展，且集先进性、灵活性、开放性于一身，所以可以说它是保障智能建筑更好地满足人们需求的根基所在。只有使智能建筑设施中装备了综合布线系统，才能真正实现建筑物的智能化，才能使智能化建筑处于重中之重的地位。
四、综合布线系统的组成
综合布线系统通常由六大部分组成，具体包括工作区子系统、水平布线子系统、管理子系统、干线子系统、设备间子系统、建筑群子系统。
（1）工作区子系统。由信息插座到终端设备的连接线和各种转换头组成，连接使用标准的双绞线，实现 RJ45 插座与各种类型、各种厂商设备的连接。（2）水平布线子系统。实现信息插座和管理子系统间的连接，该子系统语音、数据均采用8 芯双绞线，标准长度小于 100m，且工作区设备缆线、电信间配线设备的跳线和设备缆线之和不应大于10m，当大于10m 时，水平缆线长度（10m）应适当减少。（3）管理子系统。管理子系统是连接垂直干线子系统和水平干线子系统的设备，主要设备有铜缆配线架、光纤配线架。利用配线架上的跳线管理方式，可以使布线系统具有灵活、可调整的能力。（4）干线子系统。它是提供干线电缆的路由，是连接分布于楼层的管理子系统和主管理系统（主配线架）之间的主干电缆（单模或多模光缆）。由光缆或铜线组成并提供楼层之间及与外界通信的通道。（5）设备间子系统。主要是计算机中心机房，网络集线器，交换机、路由器、服务器、程控交换机楼宇控制设备和保安控制中心内的各种设备与配线设备之间，设备与设备之间的连接等。（6）建筑群子系统。实现建筑物之间的相互连接，常用的通信介质是光缆和大对数铜缆。如同星型拓扑结构方式中的每一支连线，每一子系统为一独立的单元组，更改任意子系统时，也不会影响到其它子系统。
五、结束语
随着经济的发展，会有越来越多新的系统投入到智能建设中去，而智能建筑的根基是集先进性、可靠性、开放性、灵活性等特点与一身的综合布线系统，它为智能建筑提供了可靠高速的信息通道，是实现智能建筑功能的重要基础和保证。
参考文献：
[1] 张瑞武.智能建筑[M].北京：清华大学出版社，1996
一种红外智能诊断分析系统的设计 篇12
利用红外热成像技术对电力设备进行有效的监测, 可使设备事故率、人工劳动力大大减少, 提高系统的安全性和稳定性。随着网络技术的不断发展, 红外热成像技术结合计算机网络、通信技术而形成的电力设备监控系统在电力领域得到迅速推广, 使检修人员能够对电力电气设备进行准确、直观、快速的检测维修, 这对于提高电气设备的可靠性与有效性, 提高电力部门运行经济效益, 降低设备维修成本都具有重要的意义。
目前, 国内红外测温技术的应用主要针对固定设备进行检测, 管理系统基于特定的应用场合, 多为C/S结构实现模式, 这种结构缺少灵活性, 不能较好适应当今电力系统的快速发展。现有的红外电力设备红外图像管理系统, 对设备进行红外分析时, 没有侧重于红外图像的可视化显示及温度信息读取, 缺少对隐患设备的多样化分析。
为了提高复杂环境下变电站巡检系统的实用性、安全性与智能性, 设计一种基于红外测温技术的电力变压器过热故障移动监测系统。该系统利用电力系统现有网络结构进行数据传输, 系统自动关联设备的热源因素, 能通过采集的温度数据智能显示设备的实时运行状况, 从而能全面反馈变电设备的运行状态信息。系统具有信息管理、历史温度数据分析等功能, 能在线智能生成电气设备红外监测报告。该系统能利用现有设备管理系统, 对变电站设备实施分类管理, 方便变电站的规范化管理。
1 红外故障热源获取
1.1 温度二维数组矩阵信号获取
对于温度异常点的热源捕捉是用红外镜头对故障热源点进行扫描, 基于ARM+FPGA的硬件处理平台, 对红外探测器接收到热源辐射出来的近红外线进行能量转化。
温度二维数组矩阵信号捕捉原理如图1所示。主要由信号采集模块、处理模块和控制模块组成。信号采集模块接收物体发出的红外热辐射并将其转换成电信号, 内部的高速A/D变换将探测器的输出信号放大并转换成数字信号, 外接SRAM和FLASH用于算法数据和FPGA配置程序的存放;FPGA用于配置程序的存放, FPGA为采集模块的传感器提供时序信号和地址加载等, 同时通过双口RAM和ARM控制模块实现实时通信;控制模块主要是把处理模块处理后的数据读入作进一步处理。
1.2 二维数组编码
对于采集端得到的二维数组温度数据, 通过编码的形式将其编码为红外热图像, 对发生异常故障设备的具体部位监测, 对编码后的红外视频流压缩后推送至后台并对设备的异常部位进行分析。主要运用灰度级-彩色映射函数变换法对图像进行编码:
灰度级-彩色映射函数曲线如图2所示, 编码流程如图3所示。
1.3 红外视频流推送
3G无线网络通信通过Socket方式实现, 运用其面向连接的TCP方式。系统检测中心端与监测终端之间的通信采用C/S模式。
客户端与服务器通信的具体流程:
(1) 调用Socket () 函数来生成一个套接字描述符。
(2) 创建一个套接字成功后, 调用Connect () 函数与远程服务器建立连接。
(3) 连接建立后, 调用Send () 函数向服务器端发送命令或数据请求, 在参数中制定发送缓冲区地址和长度。
(4) 发送请求后, 继续调用Receive () 函数读取服务器的数据应答。
(5) 关闭套接字, 撤销连接。
2 后台红外热图分析规则算法的研究
2.1 分析规则算法
(1) 规则一:判断测试环境温、湿度是否满足实验条件。具体内容:环境温度一般不低于5℃, 空气相对湿度不大于80%。诊断数据来源:温湿度传感器测试值。
(2) 规则二:表面温度判断法, 如表1所示, 主要适用于电流致热型和电磁效应引起发热的设备。诊断数据来源:单一设备或部件红外测温数据、温度数据。
注:温升为被测设备表面温度和环境温度参照体表面温度之差。
(3) 规则三:同类比较判断法, 对同组三相设备、同相设备之间及同类设备之间对应部位的温差进行比较分析, 可应用于电压致热和电流致热型设备, 如表2所示。诊断数据来源:多个设备或部件红外测温数据。
注:温差为不同被测设备或同一被测设备不同部位之间的温度差。
(4) 规则四:相对温差判断法, 如表3所示, 主要适用于电流致热型设备, 特别是对小负荷电流致热型设备, 采用相对温差判断法可降低小负荷缺陷的漏判率。
注:相对温差为两个对应测点之间的温差与其中较热点的温升之比的百分数。
(5) 规则五:档案分析判断法, 分析同一设备不同时期的温度场分布, 找出设备致热参数的变化, 判断设备是否正常, 如表4所示。
(6) 规则六:实时分析判断法, 在一段时间内使用红外热像仪连续检测某被测设备, 观察设备温度随负载、时间等因素变化。
设曲线模型近似为 (需要在大量样本数据中去验证) :
式中, T指正常设备表面温度值;T环为环境温度;I为设备的电流值;K1, K2为近似常量系数, 通过选取2个数据点可以计算出K1, K2。实时分析判断法曲线模型如图4所示。
该曲线也可以根据大量样本数据, 通过分段函数进行描绘。
2.2 分析报警阀值设定规则
分析报警阀值设定规则:
(1) 差值固定:
差值由人工手动输入, 一般是经验估值;T可通过设备的温度与电流关系曲线得出。
(2) 差值分段:
(3) 差值曲线:
式中, f2 (I) =T0-K1/I2, 模型是否正确, 需要实验验证。差值曲线模型如图5所示。
分析流程:通过检测车测得设备测量温度值T测;将关联的设备电流值I, 环境温度值T环代入T=K1T环+K2I2计算出当前电流下设备正常温度值T;根据阀值设定规则, 求得F;根据T测与F的比较, 判断是否报警。
2.3 红外温度与变电站电流的实时关联
由于变电站的红外设备温度会随着设备的负载和环境温度变化而变化, 为了获悉设备准确的运行情况, 将设备的实时电流、电压与温湿度等重要因素关联到相应的分析算法中, 实现设备的实时准确性监控。
3 结语
设计一种红外智能诊断监测与分析系统, 系统能自动关联设备的电流、电压与环境温湿度等重要因素, 通过对变电站发热模型的理论计算, 热源分析与热传导机制分析, 结合后台红外热图诊断分析规则算法, 能对变电站设备红外故障进行智能化热源捕捉。
摘要：设计一种红外智能诊断分析系统, 通过红外热源分析、模数转换、红外图像编码、无线传输以及故障分析算法等先进技术对变电站异常设备进行智能监测与故障分析诊断, 从而快速准确地找出故障点, 实现电力设备的远程智能式监控。
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