赵晓顺1，于华丽2，颜海涛1，赵建国1
摘要：本文介绍通过将网络通信技术、虚拟仪器技术、故障诊断技术相结合，使监测现场、管理部门、故障诊断中心、设备生产厂家联合起来，对企业大型设备进行全方位、实时的状态监测和故障诊断，使设备从生产到使用直至报废都能得到各部门的关注，增强了设备综合管理能力。
关键词：网络化；虚拟仪器技术；故障诊断；设备管理
中图分类号：TP277文献标识码：B
一、网络化虚拟技术在设备管理中的应用特点
传统仪器的功能是用户无法改变的，而在虚拟仪器中用户可以灵活地根据自己的需要设计自己的仪器，利用通用的仪器硬件平台，用不同的测试软件，构成不同功能的仪器。
网络化虚拟仪器是虚拟仪器在网络领域的拓展，除了具备上述虚拟仪器的全部优点外，它的主要优势还在于不受地域限制。用网络技术组建的网络化虚拟仪器系统，可以使信号采集、传输和处理一体化，不但可以共享许多昂贵的硬件资源，而且还便于扩展测试系统和提高测试效率，所以应用极为广泛，是科研、开发、检测、测控等领域不可多得的好工具。更值得一提的是它可应用在高危险的区域进行在线的数据采集和监测。而对测量技术人员来讲，典型的应用也许是对实验室中的实验进行非本地的数据监视，如对长期实验可以在家中的计算机上方便地进行监视，还可以通过Internet/in-tranet把所采集到的数据转送到另一台计算机上进行分析。
另外，基于网络化虚拟仪器的故障诊断系统可以丰富诊断中心数据库的知识。由于诊断中心与多个客户相连，使系统的“临床”机会大大增加，从而可获得大量的现场故障样本，增加系统案例，丰富诊断经验。还可以大范围共享诊断信息资源，形成丰富的诊断数据库和诊断知识库，大大提高诊断的效率。也可实现多诊断系统远程协作诊断和人机共同参与的异地会诊，从根本上提高系统的整体诊断能力。
二、网络化虚拟仪器故障诊断系统的总体方案
具体的实现方案是将设备诊断技术与计算机网络技术相结合，用若干台中心计算机作为服务器，在企业的重要设备上建立关键状态监测点，采集设备状态数据，而由技术力量较强的设备生产厂商建立分析监控中心，为企业提供远程技术支持和保障，同时为下一代设备的研制改进提供了有用的技术参数。当企业设备运行出现异常时，根据故障诊断难易程度的不同，作出不同的反应。本地虚拟仪器诊断平台能完成比较简单快速的诊断任务，复杂的诊断任务由本地状态监测服务器以请求方式向诊断分析服务器申请在线技术援助，同时以电子邮件方式向有关专家发出离线会诊请求，在短时间内调动网内的所有诊断资源，实现对设备故障的早期诊断和及时维修，见图1。
本系统具体有以下三个模块的内容。
1．设备生产厂家模块
生产厂商通过网络对设备进行状态监测和技术支持，可改变以往传统的现场维护和电话支持服务方式，实现实时维护和在线支持。另外，随着全球化日益加强，企业的客户也将分布于世界各地，给售后服务带来极大的挑战。为此企业必须建立基于网络通信技术、虚拟仪器技术的远程故障诊断系统，以对用户的生产设备进行远程设备维护和技术支持。
2．远程故障诊断模块
将传统的故障诊断系统架构于Internet计算环境中，可以在许多方面改善故障诊断系统的性能，且可扩展系统的功能，达到意想不到的效果。
现场设备监控系统将设备的运行状态信息动态存入设备信息数据库，客户通过浏览器访问设备信息数据库服务器，如果发现设备状态异常，便以Web方式，通过统一资源地址URL访问远程故障诊断服务中心站点（一般先访问本地故障诊断系统，如果本地故障诊断系统不能对设备故障做出诊断，再求助远程故障诊断中心），将现场设备故障征兆和有关数据标准化后输入诊断系统的Web页面。故障征兆或特征的提取，可通过分析本地检测工具、远程故障诊断服务站点的信号分析工具或特征提取工具实现。故障信息输入诊断系统后，发送征兆信息给Web服务器，通过中间接口启动诊断推理机。诊断推理机通过调用相应的设备信息库，根据征兆信息进行诊断推理。得到推理结果后，再通过中间接口将信息传给Web服务器，并组织成诊断结果HTML页面。Web服务器将诊断结果HTML页面，通过HTTP(HyperTextTransferProtocol)下载到用户浏览器中，此时用户即可观看到诊断结果。在将故障征兆信息描述给系统时，如果遇到困难，可以借助于多媒体音频和视频系统完成。
远程故障诊断系统中，由于故障现场和故障诊断过程的复杂性，单一的文字信息很难准确描述现场设备故障，因此必须利用多媒体音频和视频技术，将现场的图像、声音发往远程故障诊断服务中心，使其对现场信息有最充分的了解，从而可对故障进行准确无误的诊断。
3．本地设备状态监测管理模块
本地设备管理模块通过对设备状态的实时监测和快速的故障诊断，实现计算机辅助设备管理和全员设备状态监测管理的目标，使企业各层管理人员参与对设备一生的管理，形成分层次的设备监控管理体系。
(1)状态监测。状态监测的任务是了解和掌握设备的状态，通过对设备状态进行监视、检测、分析，对状态进行显示和记录，结合设备的历史数据和环境因素判断其是否处于正常状态，并对异常状态作出报警，以便于管理人员及时处理，为设备的故障分析、性能评估、合理使用和安全工作提供基础数据。
(2)快速故障诊断。快速故障诊断的任务是根据状态监测所获得的信息，结合已知的参数、环境条件以及该设备运行历史，对设备可能要发生的故障进行预报和分析，确定故障的性质、程度、原因和部位，提出控制或消除故障的对策，并加以实施，最终使设备复原到正常状态。
参考文献：
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