基于LabSQL 的故障診斷系統(tǒng)研究

吳剛，施建禮，焦吉祥

(1. 海軍潛艇學(xué)院，山東青島266042;2. 中國(guó)人民解放軍92196 部隊(duì)，山東青島266042)

LabSQL 是一個(gè)源代碼開放的、多數(shù)據(jù)庫(kù)、跨平臺(tái)的LabVIEW 數(shù)據(jù)庫(kù)訪問工具包，支持Windows 操作系統(tǒng)中任何基于ODBC 的數(shù)據(jù)庫(kù)，包括Access、SQL Server、Oracle、Pervasive 等，其優(yōu)點(diǎn)是易于理解、操作簡(jiǎn)單，開發(fā)人員進(jìn)行簡(jiǎn)單的編程，就可以在LabVIEW 中實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問［1－2］。

目前，由于虛擬儀器技術(shù)的迅猛發(fā)展，基于LabVIEW 平臺(tái)構(gòu)建數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)已經(jīng)成為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的重要途徑［3－4］，且根據(jù)采集樣本進(jìn)行智能的、實(shí)時(shí)的故障診斷已經(jīng)越來越受到重視，因此如何在統(tǒng)一的LabVIEW 平臺(tái)下建立基于LabSQL 技術(shù)的故障診斷系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷相融合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。作者根據(jù)此思想對(duì)采用LabSQL 技術(shù)進(jìn)行故障診斷系統(tǒng)構(gòu)建進(jìn)行了研究。

1 LabSQL 工具

LabSQL 是利用Microsoft ADO 和SQL 語言來完成數(shù)據(jù)庫(kù)訪問的LabVIEW 數(shù)據(jù)庫(kù)訪問工具包，它將復(fù)雜的底層ADO 及SQL 操作封裝成一系列的LabSQL VIs，用戶只需要了解各個(gè)VIs 的接口及其所實(shí)現(xiàn)的功能就可以實(shí)現(xiàn)所有的數(shù)據(jù)庫(kù)操作，簡(jiǎn)單易用。LabSQL VIs 按照功能可以分為4 類，即［5］:

(1)Command VIs。LabSQL 包含10 個(gè)Command VIs，用于完成一些列的基本ADO 操作;

(2)Connection VIs。LabSQL 包含10 個(gè)Connection VIs，用于管理LabVIEW 與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的連接;

(3)Recordset VIs。LabSQL 包含22 個(gè)Recordset VIs，用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄進(jìn)行各種操作;

(4)Top Level VIs。用于對(duì)前3 類LabSQL VIs 的某些功能進(jìn)行封裝，屬于頂層LabSQL 應(yīng)用。

2 故障診斷系統(tǒng)

2.1 基本結(jié)構(gòu)

故障診斷系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理模塊、知識(shí)庫(kù)及知識(shí)獲取模塊、推理機(jī)模塊、解釋機(jī)構(gòu)模塊和人機(jī)接口模塊五大部分，基本結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 故障診斷系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

其基本原理是從知識(shí)庫(kù)獲取故障推理的相應(yīng)知識(shí)，從數(shù)據(jù)庫(kù)獲取故障推理的相應(yīng)推理規(guī)則，綜合以后通過推理機(jī)進(jìn)行推理，然后通過解釋機(jī)構(gòu)向用戶顯示便于識(shí)別的信息。

從故障診斷系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)不難看出，故障診斷的過程實(shí)際上是一個(gè)對(duì)知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)等進(jìn)行查詢控制的過程，由此可見，推理機(jī)模塊的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)故障診斷的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.2 推理機(jī)模塊流程設(shè)計(jì)

推理機(jī)模塊主要作用是在故障診斷系統(tǒng)軟件查詢指令的作用下，根據(jù)相應(yīng)的查詢參數(shù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢相關(guān)記錄，并通過系統(tǒng)軟件的顯示功能予以顯示，其基本流程如圖2 所示。

圖2 推理機(jī)模塊流程圖

圖2中的查詢程序?qū)嶋H就是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問和查詢的程序語言，在LabVIEW 平臺(tái)下，該程序語言可以用LabSQL 工具進(jìn)行開發(fā)。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

圖2 所示的流程圖中包括了故障診斷系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的3 個(gè)表，即故障表(FaultTable)、規(guī)則表(RuleTable)和原因表(ReasonTable)。這3 個(gè)表記錄的數(shù)據(jù)主要結(jié)構(gòu)如表1 所示。

表1 數(shù)據(jù)庫(kù)記錄主要結(jié)構(gòu)

其基本思路是根據(jù)故障內(nèi)容查詢故障表，確定故障編號(hào);再根據(jù)故障編號(hào)查詢故障規(guī)則表，確定相應(yīng)的原因編號(hào)和規(guī)則內(nèi)容;最后根據(jù)原因編號(hào)查詢故障原因表，確定相應(yīng)的故障原因，并根據(jù)最終原因標(biāo)識(shí)的有無判斷顯示最終故障原因還是繼續(xù)進(jìn)行故障原因的推理查詢。

3 系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)

由上所述，可以看到，推理機(jī)模塊的核心便是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的故障表、規(guī)則表和原因表的查詢控制。采用LabSQL 工具進(jìn)行開發(fā)時(shí)，主要用到表2 所示的函數(shù)節(jié)點(diǎn)。

表2 LabSQL 函數(shù)節(jié)點(diǎn)及功能

主要步驟包括:

(1)建立與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接。首先利用ADO Connection Create. vi 創(chuàng)建Connection 對(duì)象，然后利用ADO Connection Open. vi 建立與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接。在建立的連接中，需要指定連接數(shù)據(jù)庫(kù)名稱，如“FaultDiag”。

(2)建立與記錄集的連接。首先利用

ADO Recordset Create. vi 創(chuàng)建Recordset 對(duì)象，然后利用ADO Recordset Open. vi 打開Recordset 對(duì)象，同時(shí)利用SQL 對(duì)故障表進(jìn)行查詢，查詢命令為“Select * From FaultTable”。

(3)查找故障記錄并獲取故障編號(hào)。首先利用ADO Recordset Find. vi 根據(jù)故障現(xiàn)象查詢故障表，獲取故障記錄，然后利用ADO Recordset Get Item. vi 獲取故障編號(hào)。

(4)查找推理規(guī)則記錄并獲取故障原因編號(hào)。首先利用ADO Recordset Find. vi 根據(jù)故障編號(hào)查詢規(guī)則表，獲取規(guī)則記錄，然后利用ADO Recordset Get Item. vi 獲取故障原因編號(hào)。

(5)查找故障原因記錄并獲取最終原因標(biāo)識(shí)。首先利用ADO Recordset Find. vi 根據(jù)故障原因編號(hào)查詢?cè)虮?，獲取原因記錄，然后利用ADO Recordset Get Item. vi 獲取最終原因標(biāo)識(shí)，如果是最終原因，則進(jìn)行顯示;否則返回第(3)步，繼續(xù)進(jìn)行故障推理。

(6)關(guān)閉對(duì)記錄集和數(shù)據(jù)庫(kù)的連接。分別利用ADO Recordset Close. vi 和ADO Connection Close. vi 關(guān)閉對(duì)記錄集和數(shù)據(jù)庫(kù)的連接。

4 結(jié)論

對(duì)在統(tǒng)一的LabVIEW 平臺(tái)下如何使用LabSQL 工具進(jìn)行故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)行了研究，通過LabSQL 的函數(shù)節(jié)點(diǎn)可以可靠地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問，解決故障診斷系統(tǒng)中故障推理的過程，能夠很好地與LabVIEW 平臺(tái)下采集到的數(shù)據(jù)有效融合，實(shí)現(xiàn)基于設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)的故障診斷。

【1】彭漢國(guó)，艾瑞東，王明方，等.基于LabVIEW 的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問技術(shù)［J］.艦船電子工程，2009(8):151 －154.

【2】尹仁平，劉剛，汪立新，等. LabVIEW 中的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問［J］.計(jì)算機(jī)測(cè)量，2006(3):51 －52.

【3】張捍東，紀(jì)文志.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的LabVIEW 數(shù)據(jù)庫(kù)訪問技術(shù)［J］.工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2009(4):63 －66.

【4】姜志保，鄭波. 基于LabVIEW 的引信密封性測(cè)試中的Access 數(shù)據(jù)庫(kù)訪問［J］.電氣自動(dòng)化，2008(5):48 －49.

【5】楊樂平，李海濤，趙勇，等. LabVIEW 高級(jí)程序設(shè)計(jì)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2007.