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基于WEB的液压系统故障诊断专家系统的开发

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  0 引言

  液压系统在工程机械设备中占据着核心的地位,一旦液压系统出现了故障,整个工程机械可能会面临瘫痪停机甚至带来巨大的经济损失。客观上,液压系统一般由多元件组成,液压系统中各种元件和辅助装置以及油液大多在封闭的壳体和管道内,不便于从外部观察;主观上,许多工作人员并非液压传动的专业人员,这两方面的原因给液压系统的故障诊断带来很大困难。因此随着液压设备监测及故障诊断技术的发展,专家系统作为人工智能的一个分支,以处理领域专家经验及其理论专业知识为手段,在液压系统故障诊断中的研究与应用,已引起了人们的重视,也取得了一些成果[1,2]。专家系统是研究、处理知识的系统。以领域专家知识为基础,解释并重新组织这些知识使之成为具有领域专家水平和有解决复杂问题能力的智能程序,将有利于提高液压系统故障诊断维修水平和解决问题的准确率和效率。

  随着Internet/Intranet的迅速发展,Web技术已成为信息交互的主流模式。基于Web的液压系统故障诊断专家系统利用Web数据库技术,将诊断专家系统构建于Web环境中,可从发挥Internet收集、共享知识和数据的优势,改善诊断专家系统的性能和扩展增强系统的功能,从而克服在传统的工程机械液压系统的故障诊断专家系统中诊断规则收集比较困难和系统诊断能力低的弊端[3]

  本系统以某摊铺机液压系统为例,利用目前广泛应用的关系型数据库设计了故障诊断的知识模型,并开发了相应的故障诊断专家系统。

  1 基于WEB的液压系统故障诊断专家系统的设计

  1.1 系统总体的设计

  本系统是基于Web、可视化、动态、远程的液压系统运行状况监测和故障诊断的专家系统。该系统由知识库、推理机、解释程序、动态数据库、人机接口和知识获取子系统等六个部分组成,它们之间的关系如图1所示。

  

  专家系统的整体结构图中:动态数据库可存放提取一些过程特征数据和诊断过程记录等信息,比如历史数据表、临时数据表、短期趋势数据表和测点信息表等;知识库用于存放故障诊断的诊断故障树、诊断规则库、故障原因、检测提示和故障对策5个部分;推理机实施对整个问题的求解过程的控制,它根据数据库中的当前信息,将规则库中的规则拿来匹配,然后利用适当的控制算法推断出结论;解释程序是对整个故障诊断过程做出的合理解释;知识获取可以使人类专家通过人机接口直接建立和修改故障诊断规则、补充和完善整个故障诊断系统。人机接口是故障诊断专家系统通过窗口、菜单、图形可以进行形象的故障诊断。其中的知识库和动态数据库都是存储在Web上的数据服务器端。数据服务器和用户浏览器间采用三层B/S结构模式,用户通过浏览器请求访问服务器上的专家系统程序和动态数据库服务器端的数据。

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