董 杰

(山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,山西 太原 030001)

建筑電氣故障自診斷系統(tǒng)研究與應(yīng)用

董 杰

(山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,山西 太原 030001)

為了能夠更加及時(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障，確保電氣系統(tǒng)故障能夠得到及時(shí)修復(fù)，應(yīng)用故障自診斷理論，構(gòu)建了基于多Agent的建筑電氣故障自診斷系統(tǒng)，希望能夠?yàn)榻ㄖ姎夤收献栽\斷系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用提供一定的參考。

建筑電氣，故障自診斷，研究

0 引言

隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑工程的建設(shè)數(shù)量不斷增加，建筑的規(guī)模也日益擴(kuò)大，建筑物的結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜。另外，在建筑電氣技術(shù)快速發(fā)展的同時(shí)，對(duì)于技術(shù)的要求更加嚴(yán)格，在電氣的控制過程中，多樣化的控制技術(shù)越來越多的開始應(yīng)用，而且電氣控制系統(tǒng)的革新速率不斷加快。尤其是對(duì)于高層建筑而言，要求電氣工程要擁有更為可靠的性能，同時(shí)還要具備完備的功能。在建筑電氣工程匯總，發(fā)生故障的類型非常多，會(huì)導(dǎo)致電氣系統(tǒng)不能達(dá)到設(shè)計(jì)功能要求，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生電氣事故，威脅到居民的生命與財(cái)產(chǎn)安全。所以，建筑電氣故障自診斷系統(tǒng)開始出現(xiàn)，并逐步得以發(fā)展，其主要的目標(biāo)是為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的故障自診斷，同時(shí)將此技術(shù)應(yīng)用在實(shí)際的工程之中，確保電氣工程運(yùn)行過程更加安全與可靠，為人們提供更為安全與舒適的居住環(huán)境。

1 故障自診斷概述

1.1故障自診斷內(nèi)涵

故障自診斷技術(shù)就是當(dāng)系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，采用不同的監(jiān)測手段，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行判斷，查看系統(tǒng)工作正常與否。要是出現(xiàn)一些異?，F(xiàn)象，則能夠利用儀表或者儀器進(jìn)行測試，也可以采用人工的方法進(jìn)行分析與判斷，從而明確故障具體發(fā)生的情況以及位置，確保維修人員能夠更加快速與準(zhǔn)確的對(duì)故障進(jìn)行維修。也能夠?qū)赡艹霈F(xiàn)的故障加以預(yù)測，確保維護(hù)人員能夠在故障出現(xiàn)以前，便采用相應(yīng)的預(yù)防措施，最大限度的防止故障出現(xiàn)，降低故障帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

1.2故障自診斷過程

故障自診斷系統(tǒng)的故障診斷流程圖如圖1所示。

1.2.1特征信號(hào)的檢測

在建筑電氣設(shè)備中，不同設(shè)備均有不同的信號(hào)輸出形式，特征信號(hào)則可以反映電氣系統(tǒng)功能信號(hào)，所以，在電氣系統(tǒng)的故障識(shí)別過程中，很多情況會(huì)采用特征信號(hào)進(jìn)行表示。對(duì)于特征信號(hào)的提取有兩種不同方式，一種是以能量形式加以提取，一種是以物態(tài)形式加以提取。

1.2.2征兆信號(hào)的提取

進(jìn)行征兆信號(hào)提取過程中，一般會(huì)依照特征信號(hào)的不同進(jìn)行選擇。由于特征信號(hào)的形式劃分成能量形式以及物態(tài)形式，在對(duì)能量形式的特征信號(hào)進(jìn)行征兆信號(hào)提取過程中，能夠在時(shí)域、頻域以及相位域之中進(jìn)行，而對(duì)于物態(tài)形式的特征信號(hào)進(jìn)行征兆信號(hào)的提取過程中，則能夠利用物理方法或者化學(xué)方法完成提取工作。

1.2.3識(shí)別系統(tǒng)狀態(tài)

對(duì)于電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行確定時(shí)，一般是把特征信號(hào)和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)加以對(duì)比，以分析電氣系統(tǒng)目前的運(yùn)行狀況。若是電氣系統(tǒng)運(yùn)行正常，則能夠?qū)﹄姎庀到y(tǒng)未來的運(yùn)行狀況加以預(yù)測。若是電氣系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異常情況，對(duì)狀態(tài)加以診斷，便能夠分析出故障出現(xiàn)的具體原因以及故障部位等，以便于維修人員準(zhǔn)確、及時(shí)的開展維修工作。

1.2.4故障維修決策

故障維修決策是指按照不同故障產(chǎn)生的具體原因，結(jié)合故障發(fā)生時(shí)的有關(guān)信息，制定科學(xué)的維修計(jì)劃，確保維修人員能夠更加及時(shí)的采取措施，使電氣系統(tǒng)盡快恢復(fù)至正常運(yùn)行狀態(tài)。

2 建筑電氣故障診斷研究中的問題

現(xiàn)階段，我國對(duì)于建筑電氣故障診斷系統(tǒng)的研究依舊處于起步階段，這主要是因?yàn)榻ㄖ姎庀到y(tǒng)屬于配網(wǎng)末端，很多人不愿意投入過多精力進(jìn)行研究，他們更加傾向于研究一些涉及面較大的課題。另外，因?yàn)橐酝慕ㄖ姎庀到y(tǒng)相對(duì)簡單，很多研究人員對(duì)這一系統(tǒng)都不太重視。不過，在智能化建筑產(chǎn)生以后，建筑電氣系統(tǒng)在建筑工程中發(fā)揮的作用越來越大。若是建筑電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不僅會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)損失，還可能對(duì)居民的人身安全造成威脅。所以，對(duì)建筑工程中電氣系統(tǒng)進(jìn)行研究，對(duì)我們?nèi)粘Ｉ钆c生產(chǎn)有著極為重要的意義。

3 基于多Agent的建筑電氣故障自診斷系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于多Agent的建筑電氣故障自診斷系統(tǒng)架構(gòu)示意圖如圖2所示。

3.1監(jiān)測子系統(tǒng)

監(jiān)測子系統(tǒng)主要的功能是對(duì)數(shù)據(jù)的采集加以監(jiān)測以及儲(chǔ)存。當(dāng)監(jiān)測子系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過程中存在故障情況以后，會(huì)把采集到的數(shù)據(jù)信息傳輸至Agent子系統(tǒng)之中，同時(shí)請求進(jìn)行故障的診斷操作，并且，監(jiān)測子系統(tǒng)還會(huì)向診斷子系統(tǒng)提供原始信息數(shù)據(jù)，確保診斷系統(tǒng)能夠更加準(zhǔn)確的完成故障診斷工作。

3.2診斷子系統(tǒng)

多Agent系統(tǒng)之中，一般會(huì)對(duì)不同的故障進(jìn)行診斷?，F(xiàn)階段，任何的多Agent都不能直接的對(duì)不同故障進(jìn)行同時(shí)診斷，一般都是采用不同的單Agent系統(tǒng)針對(duì)不同的故障進(jìn)行單獨(dú)診斷，然后對(duì)單Agent系統(tǒng)診斷信息進(jìn)行匯總與處理，如此能夠有效的提升故障診斷效率，可以快速的判斷故障發(fā)生位置。

在Agent診斷子系統(tǒng)之中，包含有診斷部分以及管理部分。診斷Agent是指利用一定的診斷算法，對(duì)故障進(jìn)行診斷處理，同時(shí)得出相應(yīng)的結(jié)果，在對(duì)故障進(jìn)行診斷時(shí)確保不同Agent之間協(xié)調(diào)關(guān)系的實(shí)現(xiàn)，并完成相應(yīng)的診斷任務(wù)。管理Agent是指對(duì)單個(gè)診斷Agent的診斷數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，管理Agent則能夠利用相應(yīng)的功能，對(duì)具體的故障進(jìn)行詳細(xì)分析，同時(shí)判斷出故障情況。

3.3用戶接口子系統(tǒng)

該系統(tǒng)的功能是給診斷結(jié)果提供能夠直觀觀察到的界面，用戶能夠更加直觀的對(duì)結(jié)果進(jìn)行觀察。此系統(tǒng)之中能夠?qū)δ硞€(gè)Agent動(dòng)作進(jìn)行直接的控制。所有的診斷子系統(tǒng)均會(huì)把得出的診斷數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩艚涌谧酉到y(tǒng)之中，用戶接口子系統(tǒng)則把前期診斷操作具體效果反饋到相應(yīng)的診斷子系統(tǒng)之中，確保Agent能夠?qū)崿F(xiàn)自學(xué)習(xí)與自適應(yīng)。多Agent系統(tǒng)中單個(gè)Agent系統(tǒng)診斷流程示意圖如圖3所示。

不同任務(wù)模塊具體作用如下。

3.3.1數(shù)據(jù)采集Agent

利用相應(yīng)的裝置對(duì)電氣系統(tǒng)中不同的故障信息進(jìn)行全面收集，不同的故障位置均采集相應(yīng)組數(shù)的數(shù)量信息，同時(shí)將采集的數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)存在對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫之中，確保今后Agent診斷系統(tǒng)在進(jìn)行故障診斷過程中擁有更為豐富與可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。

3.3.2用戶接口Agent

該模塊的功能主要是為診斷結(jié)果能夠更加形象與直觀提供相應(yīng)的界面，確保用戶能夠更為直觀與形象的觀察到診斷結(jié)果。

3.3.3診斷任務(wù)分解Agent

把診斷系統(tǒng)之中的Agent逐一的進(jìn)行分解，得到擁有相應(yīng)特性的子任務(wù)，并建立相應(yīng)的子任務(wù)集合。

3.3.4Agent控制

完成診斷系統(tǒng)的控制工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)全局的有效管控，并且合理的分配與調(diào)度系統(tǒng)之中出現(xiàn)的矛盾與問題，確保診斷系統(tǒng)可以順利運(yùn)行。

3.3.5管理Agent

全面管控知識(shí)數(shù)據(jù)庫，并實(shí)時(shí)完成數(shù)據(jù)庫維護(hù)工作，提供信息給Agent診斷系統(tǒng)，便于Agent更好的開展診斷工作。

3.3.6診斷Agent

此模塊是系統(tǒng)之中極為關(guān)鍵的組成內(nèi)容。診斷Agent會(huì)收到Agent控制系統(tǒng)發(fā)出的請求，并且在數(shù)據(jù)庫之中將對(duì)應(yīng)的對(duì)象進(jìn)行提取，在管理Agent之中提取對(duì)應(yīng)的診斷知識(shí)，然后利用有關(guān)方法完成故障的診斷，最后把得出的診斷結(jié)果及時(shí)反饋到Agent控制之中。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，國內(nèi)越來越多的建筑物逐漸老化，使得建筑物中的電氣系統(tǒng)極易發(fā)生故障，例如，元器件老化故障、線路故障等等。電氣故障的發(fā)生會(huì)使得電氣系統(tǒng)不能正常的運(yùn)行，以往進(jìn)行電氣系統(tǒng)故障排查時(shí)，主要是通過人工排查的方法，并且還會(huì)有很多的隱患存在。因此，應(yīng)當(dāng)逐步應(yīng)用電氣故障自診斷系統(tǒng)，確保建筑工程中電氣故障能夠得以及時(shí)排除，盡可能降低電氣故障造成的影響。所以，建筑電氣自診斷系統(tǒng)的開發(fā)與研究，是未來電氣系統(tǒng)故障診斷發(fā)展的趨勢，也是確保建筑工程功能性很好發(fā)揮的必然要求。

[1] 何加雄.建筑電氣系統(tǒng)故障診斷方法的探討[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017(15):63，65.

[2] 鮑義剛.引發(fā)建筑電氣系統(tǒng)故障的因素及診斷方法[J].電子測試，2017(6):87，101.

[3] 蔡全樂.電梯電氣控制系統(tǒng)故障診斷和維修探討[J].城市建設(shè)理論研究(電子版)，2017(18):143.

Researchandapplicationoftheself-diagnosissystemofelectricalfaultinbuildings

DongJie

(ShanxiUrban-RuralPlanningandDesignInstitute,Taiyuan030001,China)

In order to be able to detect faults more timely and accurately, ensure that the electrical system failure can be repaired in time. The application of the theory of fault self-diagnosis and constructed based on Agent architecture electrical fault self-diagnosis system, hope to building electrical fault self-diagnosis system development to provide certain reference.

architectural electric, fault self-diagnosis, study

1009-6825(2017)30-0119-02

2017-08-11

董 杰(1972- )，男，高級(jí)工程師

TU855

A