遠(yuǎn)程自診斷型水切割機(jī)床

1 傳統(tǒng)水切割機(jī)中存在的故障及其解決方法

1.1 水切割機(jī)存在的故障

水切割機(jī)的故障是指水切割機(jī)運(yùn)行在非正常狀態(tài)，且使系統(tǒng)無 法正常工作，導(dǎo)致部分功能失調(diào)，即導(dǎo)致設(shè)備的功能低于規(guī)定的最 低要求，該異常狀態(tài)就為故障[1]。按照故障發(fā)生部位不同，將水切割 機(jī)設(shè)備故障和超高壓系統(tǒng)故障兩個部分，其中水切割機(jī)設(shè)備故障主 要包括主機(jī)故障、電氣部分故障、驅(qū)動裝置錯誤以及位置檢測裝置 故障等四種故障；超高壓系統(tǒng)故障主要包括水切割機(jī)系統(tǒng)泄漏、水 切割機(jī)系統(tǒng)壓力不夠、振動和噪聲以及油溫過高等四種故障。

 1.2 水切割機(jī)故障診斷方法 目前，常見的故障診斷系統(tǒng)有專家系統(tǒng)、模糊集系統(tǒng)、人工神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、支持向量機(jī)和粗糙集理論等方法，能夠診斷水切割機(jī)的 各種故障，但是同時有存在著缺點(diǎn)，例如專家系統(tǒng)難以建立精確的 數(shù)學(xué)模型或者沒有精確的數(shù)學(xué)模型；粗糙集方法存在有決策表數(shù)據(jù) 非常龐大，計(jì)算效率低缺點(diǎn)。因此，許多學(xué)者和研究人員正在積極研 究智能診斷方法，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)相結(jié)合的整合模型結(jié) 構(gòu)，將采集到的信號進(jìn)行一定的處理后輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則通過剁成并行結(jié)構(gòu)來求解及推到數(shù)控機(jī)床中多類故障類 型，最后通過專家系統(tǒng)對診斷結(jié)果進(jìn)行解釋和驗(yàn)證[2]。

2 遠(yuǎn)程自診斷型水切割機(jī)床的構(gòu)成

遠(yuǎn)程自診斷型水切割機(jī)床采用基于知識的水切割機(jī)故障診斷 專家系統(tǒng)，借助計(jì)算的高速性、準(zhǔn)確性以及知識的完整性，克服故障 診斷專家系統(tǒng)難以建立精確數(shù)學(xué)模型的缺點(diǎn)，可以將人類專家的經(jīng) 驗(yàn)和技術(shù)充分的運(yùn)用到實(shí)際故障診斷中。遠(yuǎn)程自診斷型水切割機(jī)床 主要水切割遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)和水切割機(jī)兩個部分組成。

2.1 水切割遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)

水切割機(jī)遠(yuǎn)程自診斷系統(tǒng)主要監(jiān)控終端控制部分、GPRS 數(shù)據(jù) 傳輸部分和遠(yuǎn)程故障診斷中心等三部分組成。

（1）監(jiān)控終端控制部分

該部分由機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)、通信控制器和數(shù)據(jù)通訊模塊組成。其 主要功能為通過通信控制器與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)相連，實(shí)時地將數(shù)據(jù)發(fā) 送給 GPRS 模塊，同時接收 GPRS 模塊發(fā)來數(shù)據(jù)并完成相應(yīng)的功能。

（2）GPRS 數(shù)據(jù)傳輸部分

GPRS 數(shù)據(jù)傳輸部分包括 GPRS 通訊模塊，移動 GPRS 網(wǎng)絡(luò)和 internet 組成，其上與監(jiān)控終端部分相連，下與遠(yuǎn)程故障診斷中心相 連，其主要功能是在收到控制模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)后會把傳送數(shù)據(jù)分 組，無線送到 GPRS 網(wǎng)絡(luò)，在經(jīng)由外部數(shù)據(jù)網(wǎng)，以 TCP/IP 傳輸協(xié)議送 到遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器上。

（3）遠(yuǎn)程故障診斷中心

遠(yuǎn)程故障診斷中心實(shí)際上是一個局域網(wǎng) （LAN），其主要包含 ADSLMODEM 模塊、防火墻部分，通信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫管理程 序、監(jiān)控軟件、查詢軟件、故障診斷莊家系統(tǒng)等部分，具有固定 IP 地 址的通訊器通過連接 internet 以及 ADSLMODEM, 編寫相關(guān)的應(yīng)用 軟件，將接收到的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送并保存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，用 來查詢使用。遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)采用良好的人機(jī)界面顯示出來，托 系統(tǒng)檢測到故障信息時，可以及時調(diào)用故障專家系統(tǒng)對設(shè)備進(jìn)行診 斷從而獲得設(shè)備故障原因以及想的故障排除方案，遠(yuǎn)程故障診斷中 心服務(wù)器控制現(xiàn)場水切割機(jī)進(jìn)行報警[3]。

3.1 遠(yuǎn)程自診斷型水切割機(jī)床的工作原理

遠(yuǎn)程自診斷型水切割機(jī)床利用遠(yuǎn)程自診斷系統(tǒng)故障診斷中心 對水切割機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，遠(yuǎn)程故障診斷中心對終端采集系統(tǒng) 傳遞的水切割機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行分析處理，遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷中心收 到現(xiàn)場監(jiān)測終端發(fā)送過來的狀態(tài)信息后，可調(diào)用故障診斷系統(tǒng)，判 斷機(jī)床發(fā)生了何種故障，并將故障信息存入數(shù)據(jù)庫，接著遠(yuǎn)程控制 現(xiàn)場監(jiān)測終端的單片機(jī)按照預(yù)先設(shè)定的故障報警方式進(jìn)行報警，如 電話報警、發(fā)送故障短信息報警、通過液晶屏顯示報警內(nèi)容等， 并利用已存在知識庫中的各類知識和推理方法，進(jìn)行故障分析診 斷，找出可能的故障原因，最后給出故障的解決方案。