工程机械的远程诊断维修体系构建

李贵超

摘  要：随着施工环境的日益复杂，工程机械在施工中的作用越来越重要，机械故障的诊断和维修也越来越被人们重视。从功能模型、结构模型和构建等方面分析了机械远程诊断维修系统，以供参考。

关键词：工程机械;远程诊断维修体系;施工环境;功能模型

中图分类号：TP274              文献标识码：A               文章编号：2095-6835（2014）23-0041-02

目前，各种类型的工程项目不断增加，施工难度也越来越大，加上工期紧、劳动量大，必须借助现代化的工程机械才能完成。多数工程均属于室外施工，在自然因素与人为因素的共同作用下，机械很容易出现故障。以往的故障诊断维修技术已难以适应新形势，多数工程中已开始与计算机网络相结合，逐步建立了机械远程诊断维修系统，这有利于实时了解机械设备所处的状态，进而提前消除潜在的风险。

1  工程机械的远程诊断维修体系

机械设备的故障维修涉及许多方面，比如机械的设计单位、制造单位、维修单位、指导中心和工程小组等。以往，这些单位彼此间并没有紧密的联系，因此，常常延误了维修时机，或因缺少科学的指导而导致机械无法修复。远程诊断维修体系将这些因素联系在了一起，即使设计单位和生产厂家在较远的地方，也能通过网络指导维修，从而及时、有效地清除故障。

1.1  功能模型

1.1.1  设计单位和生产厂家

作为工程机械的设计者，设计人员最了解机械的原理和性能，他们能解决各种技术难题，可组建远程专家组，对故障原因加以分析，并给出解决对策;制造厂是设计方案的执行者，对设备的装配、寿命等非常熟悉。

1.1.2  维修指导中心

维修指导中心处于网络与维修工程车组之间，担负着传达维修任务、协调各方关系的重任，并根据实际情况安排各自的工作任务。

1.1.3  维修工程车组

维修工程车组负责储存并运输各种零件和维修工具，在现场抢修加工中起着重要作用。比如修理车组通常都配备有刨床、车床等工具，可及时修复损坏的零部件。目前，维修工程车组已逐渐应用了数字化设备。

1.1.4  修理厂和器材仓库

修理厂是专门的维修单位，具有丰富的经验和先进的方法，可提供必要的支援;器材仓库是存储和养护各种零部件的场所。

1.1.5  网络系统

网络系统包括信号采集终端、传感器、无线网络等部分，可实时了解监测机械设备的运行状况，采集设备的温度、压力、振动频率等信息，通过网络传入计算机，并利用相关软件加以分析。

1.2  结构模型

1.2.1  实施中心

实施中心由工程车组和数据采集终端组成。数据采集终端主要包括软件和硬件两部分。其中，软件部分包括操作系统、虚拟测试分析软件和驱动软件等;硬件部分主要包括采集器和采集模块。在获得所采集信息的分析结果后，可根据现场机械设备的实际状况和故障情况对其展开相应的处理。但因技术条件的限制，当故障较为复杂时，专家系统常无法及时作出正确的诊断。此时，可利用远程智能故障诊断系统完成诊断。

1.2.2  技术支持中心

技术支持中心由工程负责中心和维修指导中心组成。工程负责中心主要负责全局工作，比如结合实际状况制订维修目标和方案，选择维修方法，并组织和指挥实施中心尽快解决故障。工程负责中心具有强大的数据库、资料库和方法库，通过指导中心和现场交流，可在数据库中以最快速度搜索解决方法。很多故障的诊断难度较大，尤其是受诸多不确定因素影响的故障。因此，为了解决该问题，常在结构模型的基础上，运用神经网络故障诊断技术。

1.2.3  后方支援组

设计、制造和维修单位都属于后援组。这些模块均发挥一定的作用，可起到良好的诊断效果，加之应用计算机网络实现了可视化交流，使智能专家的作用得到了充分发挥，进而帮助现场施工人员及时解决机械故障。在诊断维修工作完成后，此次故障的现象、原因和维修方式等都会被详细记录，并存储在数据库中。

2  工程机械远程诊断维修体系的构建

机械远程诊断维修系统是在计算机技术和网络通讯技术的基础上实现的，其功能需要借助相关的软件和硬件完成。该系统的构建可以下4方面着手。

2.1  远程故障诊断部分

在传感器采集到信息后，信息会转换成电子信号，并借助无线网络传输至维修中心。该部分以ASP.NET编程为基础，可全面检测机械性能，并诊断其是否存在故障。在故障搜索定位时，将机械故障树结构储存至数据库，再采用自上而下的方式进行故障定位搜索。诊断时，根据测试数据与故障数据库中各种标准的比较结果，找出可能发生故障的部件，并逐一判断其真实性。

2.2  可视化部分

远程交流多为视频交流，双方都需要配置摄像头、话筒和声卡等装置。安装与操作系统相适应的组件后，在现场即可与维修中心、设计单位在线对话，打破了通讯的空间、地域限制。网络传输速率关系着信息传递的质量，宽带的速度应≥12 Kbps，才能维持正常的视频对话。

2.3  信息咨询部分

应建立诊断历史表，对于故障频率高、维修难度系数大的故障，可将其“工程机械名称”“故障部件”和“最佳方案”字段存入历史诊断库中。以后同类故障发生时，即可在信息咨询模块中“访问时间”“工程机械名称”和“故障部件”中输入相应信息后，直接得查询结果，并自动保存在维修方案中的“最

佳方案”，从而节约了客户端对服务器端的访问时间，提高了查询效率。

2.4  数据维护部分

网络传输存在一定的风险，需采取安全维护措施。该系统采用B/S模式的模块结构，只有客户端安装了数据维护模块子程序，且通过用户身份验证后，才具有访问数据维护模块的权限，从而提高了系统的安全性。

3  结束语

作为工程项目的关键，工程机械的安全、稳定极为重要。为了及时解决施工中的故障，必须构建远程故障诊断维修体系。在该体系中，利用计算机网络技术可将一系列相关的对象紧密相连，并进行异地交流和指挥，从而大大提升故障处理效率。

参考文献

[1]张琦，曹江，赵华章，等.基于Internet的工程机械远程诊断维修系统的实现[J].解放军理工大学学报，2009，25（Z1）：109-110.

[2]李伟，付彦虹，马慧良.运用蓝牙技术远程诊断工程机械的故障[J].工程机械与维修，2009，22（08）：113-115.

[3]王政，黄神富，吴新运.工程机械远程故障诊断系统的研究[J].矿山机械，2005，20（03）：140-142.

〔编辑：张思楠〕

Remote Diagnostics Service System Building Construction Machinery

Li Guichao

Abstract： With the increasing complexity of the construction environment， the role of mechanical engineering is becoming increasingly important in the construction， mechanical failure diagnosis and repair are also more and more people pay attention. From a functional model， the structural model and analyzed in terms of the mechanical construction of remote diagnostics service system for reference.

Key words： construction machinery; functional model; remote diagnostics service system; the construction environment