電子模擬維修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

盛雅明

為了提高維修技術(shù)員對(duì)電子設(shè)備的故障診斷及維修能力，本文設(shè)計(jì)了基于windows平臺(tái)的電子模擬維修系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功能進(jìn)行了測(cè)試，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的系統(tǒng)應(yīng)用的可行性，為模擬設(shè)備故障診斷與維修系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】模擬維修系統(tǒng) 仿真運(yùn)行 動(dòng)態(tài)建模

為了提高設(shè)備維修技術(shù)員對(duì)電子設(shè)備的故障診斷及維修能力，降低對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)時(shí)所需的實(shí)驗(yàn)器材及損耗，將人機(jī)交互、建模仿真等計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于電子模型維修系統(tǒng)中，此系統(tǒng)可用于電子設(shè)備的維修訓(xùn)練?？蔀榫S修保障人員提供模擬故障維修訓(xùn)練環(huán)境，不僅可以是減少訓(xùn)練時(shí)的器材及費(fèi)用，而且受訓(xùn)人員可知系統(tǒng)構(gòu)造的虛擬環(huán)境中掌握電子設(shè)備具體的構(gòu)造及工作原理，掌握電子設(shè)備的進(jìn)故障診斷以及維修技巧。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的電子模擬維修系統(tǒng)同時(shí)采用了.Net和Native API框架，所有操作及功能的實(shí)現(xiàn)均是以windows平臺(tái)為基礎(chǔ)，此外系統(tǒng)各功能模塊均于插件的方式實(shí)現(xiàn)。

該維修系統(tǒng)整體總體結(jié)構(gòu)主要由仿真引擎、主程序框架、協(xié)議層及插件組成。其中仿真引擎主要是通過(guò)計(jì)算來(lái)測(cè)量電路圖的模擬工作環(huán)境下的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行仿真運(yùn)算的功能；主程序框架相當(dāng)于系統(tǒng)的插件容器，主要實(shí)現(xiàn)插件的加載及調(diào)用；協(xié)議層主要對(duì)主程序、插件及仿真引擎進(jìn)行相關(guān)協(xié)議的定義，其中協(xié)議主要包括各個(gè)結(jié)構(gòu)的通信協(xié)議、接口協(xié)議以及消息協(xié)議；插件主要是保障系統(tǒng)的功能順利的實(shí)現(xiàn)。

2 系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

2.1 仿真運(yùn)行設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的仿真運(yùn)行設(shè)計(jì)主要需要完成以下任務(wù)：

（1）系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)加載/卸載；

（2）自檢設(shè)計(jì)；

（3）時(shí)序設(shè)計(jì)；

（4）元器件檢測(cè)；

（5）模擬運(yùn)行；

（6）狀態(tài)關(guān)聯(lián)；

（7）顯示變換。

其中系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)加載/卸載、元器件檢測(cè)、模擬運(yùn)行模塊主要是由系統(tǒng)的抽象基類完成；自檢設(shè)計(jì)、時(shí)序設(shè)計(jì)、狀態(tài)關(guān)聯(lián)在建模過(guò)程中由用戶動(dòng)態(tài)指定；顯示變換模塊主要是實(shí)現(xiàn)模型在移動(dòng)時(shí)保持與關(guān)鍵點(diǎn)的相對(duì)位置相對(duì)不變。

2.2 模擬診斷與維修設(shè)計(jì)

模擬診斷與維修功能設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：

2.2.1 故障設(shè)置

如果模擬維修系統(tǒng)運(yùn)行及工況等參數(shù)設(shè)定后將會(huì)按照設(shè)定運(yùn)行，只有系統(tǒng)再次進(jìn)行動(dòng)態(tài)修復(fù)才可更改。

2.2.2 模擬運(yùn)行

此步驟主要是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模擬運(yùn)行，檢測(cè)系統(tǒng)的各個(gè)狀態(tài)信息的顯示情況，若模擬系統(tǒng)啟動(dòng)后具有自檢程序，則需按照仿真運(yùn)行設(shè)計(jì)的自檢設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)中的每個(gè)自檢元器件及功能模塊進(jìn)行自檢。

2.2.3 故障檢測(cè)

通過(guò)采用模擬的電子測(cè)量?jī)x器對(duì)系統(tǒng)中運(yùn)行及工況等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，從而獲取系統(tǒng)運(yùn)行狀況。

2.2.4 元器件更換

此設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)儀器可更換功能。也即可采用新的儀器代替原有儀器。

2.2.5 設(shè)備變換

此功能的實(shí)現(xiàn)可有效地將圖片進(jìn)行縮放、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)處理，用戶可在不同角度對(duì)圖片進(jìn)行觀測(cè)，從而模擬出現(xiàn)實(shí)維修操作中的類似情景。

3 系統(tǒng)測(cè)試

本文著重的對(duì)系統(tǒng)中的電子設(shè)備模擬維修等功能進(jìn)行測(cè)試。

模擬維修測(cè)試也即將模擬系統(tǒng)啟動(dòng)工作，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的故障進(jìn)行診斷且進(jìn)行維修的過(guò)程。設(shè)備故障主要是指由于設(shè)備一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行參數(shù)偏離正常范圍，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法完成預(yù)定的功能。所以故障診斷也即對(duì)電路圖中出來(lái)運(yùn)行異常的儀器及測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，而故障維修也即采用正常工作參數(shù)儀器代替故障儀器。

3.1 電子設(shè)備模擬運(yùn)行測(cè)試

導(dǎo)入模型工程建立測(cè)試中編寫的模型插件，然后對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行模擬測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖1所示。

3.2 模擬診斷測(cè)量測(cè)試

將所需的儀器移至故障檢測(cè)區(qū)，然后采用模擬的檢測(cè)設(shè)備對(duì)故障儀器進(jìn)行檢測(cè)。如圖2所示，將需檢測(cè)的R2 移至元件故障檢測(cè)區(qū)，采用模擬的萬(wàn)用表對(duì)該元件進(jìn)行測(cè)試。

由圖2可知，可以看到，R2電阻的測(cè)量值為20 。

3.3 模擬維修測(cè)試

采用系統(tǒng)的建模工具增加一個(gè)與R2并聯(lián)的數(shù)碼管報(bào)警器，此處設(shè)定，若R2運(yùn)行正常，則數(shù)碼管將顯示22，若R2電阻發(fā)生故障，則數(shù)碼管將顯示EE。 設(shè)置完成后，啟動(dòng)模擬電子設(shè)備維修系統(tǒng)，其具體的測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

在對(duì)如圖3的運(yùn)行電路圖中的R2進(jìn)行電阻檢測(cè)，其測(cè)試結(jié)果為20 ，但R2的實(shí)際阻值為200 ，此時(shí)應(yīng)采用正常參數(shù)的R2對(duì)原有的R2進(jìn)行更換。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)電子設(shè)備模擬維修系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模擬維修功能進(jìn)行了相關(guān)的測(cè)試，驗(yàn)證了此系統(tǒng)應(yīng)用的可行性，為模擬設(shè)備故障診斷與維修系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]徐濟(jì)仁，劉敬芝，江從俊.電子設(shè)備故障診斷技術(shù)綜述[J].電子工藝技術(shù)，2008，11（05）：294-298.

[2]李鳴，孫世宇，呂貴洲.模擬維修訓(xùn)練評(píng)估模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程，2003，27（09）：186-188.

[3]洪津，張萬(wàn)軍，王永健.虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展綜述及其關(guān)鍵技術(shù)探討[J].解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2000，21（01）：63-67.

作者單位

上海石化工業(yè)學(xué)校 上海市 201512