測量系統(tǒng)觸發(fā)故障排查及處理方法

趙 嬋

(中國飛機(jī)強(qiáng)度研究所，陜西 西安 710065)

1 引 言

在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗實施過程中，測量系統(tǒng)的可靠性是試驗獲得完備數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。在控制系統(tǒng)進(jìn)行載荷施加時，按照載荷譜預(yù)先設(shè)定的觸發(fā)機(jī)制進(jìn)行信號輸出，經(jīng)過信號接口箱的信號轉(zhuǎn)換，輸出端與測量系統(tǒng)的觸發(fā)端相連，信號傳輸一次，測量系統(tǒng)響應(yīng)一次，如果數(shù)據(jù)采集正常，則完成一次觸發(fā)周期[1]。但是，隨著試驗的復(fù)雜性不斷增加，試驗環(huán)境的復(fù)雜程度隨之增加。試驗安裝實施和調(diào)試過程中，任何不確定的因素都會導(dǎo)致觸發(fā)中斷，也就是測量系統(tǒng)觸發(fā)故障。故障發(fā)生對試驗的進(jìn)度和有效性都是巨大的考驗，所以在試驗調(diào)試乃至預(yù)試階段，都會把觸發(fā)的可靠性調(diào)整到最高。

常規(guī)試驗過程中，觸發(fā)中斷現(xiàn)象時有發(fā)生，工程中經(jīng)常依賴工程師的經(jīng)驗完成設(shè)備維修，在排故過程中經(jīng)常要把整個設(shè)備檢測一遍，使得發(fā)現(xiàn)故障位置并查明原因需要耗費較多時間。當(dāng)試驗周期緊張時，這種消耗顯然需要減少直至消除。本文在此背景下，對觸發(fā)故障問題進(jìn)行統(tǒng)計分析，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)研究分析了故障發(fā)生及原因，提出了一種基于概率的排故流程優(yōu)化技術(shù)，提高了排故效率。

2 故障現(xiàn)象

2.1 觸發(fā)簡介

控制系統(tǒng)進(jìn)行載荷施加時，會按照載荷譜預(yù)先設(shè)定的觸發(fā)機(jī)制進(jìn)行信號輸出，經(jīng)過信號接口箱的信號轉(zhuǎn)換作用，輸出端與測量系統(tǒng)的觸發(fā)端相連。信號轉(zhuǎn)換箱的主要作用是在與測量系統(tǒng)匹配時，對上升沿觸發(fā)和高電平觸發(fā)的不同測量系統(tǒng)進(jìn)行匹配[2]。另外，當(dāng)測量系統(tǒng)規(guī)模較大時，信號轉(zhuǎn)換箱可以實現(xiàn)觸發(fā)線纜多通道并聯(lián)。觸發(fā)信號傳遞如圖1所示。

圖1 觸發(fā)信號傳遞

2.2 觸發(fā)故障

工程中常見的故障現(xiàn)象主要包括：

(1)控制系統(tǒng)載荷譜信號輸出異常，導(dǎo)致在輸出端信號中斷，后續(xù)設(shè)備無信號。

(2)信號轉(zhuǎn)換箱接收正常，但是輸出端無信號傳輸?shù)较乱患墸跍y量接收端無信號。

(3)測量系統(tǒng)接收端有信號，但是采集數(shù)據(jù)沒有響應(yīng)，造成無法觸發(fā)，上位機(jī)未接收到數(shù)據(jù)。

3 故障分析

3.1 故障原因

綜合以上故障現(xiàn)象，分析工程中已有的經(jīng)驗，得出主要故障原因如下：

(1)控制系統(tǒng)載荷譜輸出配置不正確，導(dǎo)致信號輸出通道與物理連接線路不一致，造成中斷。

(2)信號轉(zhuǎn)換箱電源異?；蚱渌?qū)е滦盘栂鋬?nèi)部元器件損壞，造成信號轉(zhuǎn)換中斷。

(3)測量系統(tǒng)信號接收端設(shè)置不正確，在觸發(fā)方式選擇上升沿或下降沿時設(shè)置錯誤，發(fā)生中斷。

此外，各設(shè)備連接的線纜間也存在因外力損傷導(dǎo)致的斷

線、短路等，這也是造成上述現(xiàn)象的主要原因之一。

3.2 常規(guī)排故流程

當(dāng)故障發(fā)生時，主要排故流程如圖2所示。

圖2 常規(guī)排故流程圖

(1)控制系統(tǒng)輸出端檢查，如果發(fā)現(xiàn)載荷譜配置或通道配置錯誤，結(jié)束檢查；如果沒有，進(jìn)入下一條。

(2)信號轉(zhuǎn)換箱工作狀態(tài)檢查，包括電源供電狀態(tài)、元器件是否正常、線纜連接是否正確等，如果沒有，進(jìn)入下一條。

(3)測量系統(tǒng)信號接收端配置檢查，包括軟件和硬件兩個方面，如果到了該步驟，問題可以逐一排除。

4 流程優(yōu)化

4.1 故障概率分析

對以往工程中的40次觸發(fā)故障問題進(jìn)行分析，得到故障發(fā)生概率，如表1、圖3所示。

表1 觸發(fā)故障概率

圖3 流程優(yōu)化依據(jù)

在統(tǒng)計過程中，將各系統(tǒng)輸入的線纜作為該設(shè)備的元件之一。在工程實踐中，線纜發(fā)生故障的概率比較顯著，其主要原因是線纜比較脆弱，容易損傷。

4.2 流程優(yōu)化

從圖3可以看出，測量系統(tǒng)端觸發(fā)故障的概率遠(yuǎn)高于其他兩個設(shè)備。所以，針對以往排故流程，提出了以下排故順序：(1)測量系統(tǒng)信號接收端；(2)信號轉(zhuǎn)換箱端；(3)控制系統(tǒng)輸出端。

檢查手段與以往一致，在此不再贅述?？梢钥闯?，在優(yōu)化后的排故流程中，可以減少因檢測位置故障發(fā)生概率較小造成的時間消耗[3]。

5 結(jié) 論

觸發(fā)故障一方面由設(shè)備配置問題導(dǎo)致，包括軟件和硬件的匹配錯誤造成，另一方面是由設(shè)備次生故障，例如電源掉電、其他設(shè)備碾壓線纜造成損傷等[4]。本文給出了一種基于概率的排故優(yōu)化流程，可以從高故障發(fā)生率的問題出發(fā)逐一排查，大大提高工作效率，并能保證安全，為設(shè)備健康管理提供了新的思路。