CN110162020A - 一种工控设备故障诊断方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工控设备故障诊断方法和系统，所述诊断方法包括：将发生故障的传输链路连接到诊断链路上，并启动诊断；发送诊断请求，以使第一节点模块产生诊断数据；所述诊断数据通过所述诊断链路传输至第三节点模块；根据所述第三节点模块接收数据的情况，判断出发生故障的节点模块；其中，诊断链路的一端连接第一节点模块，另一端连接第三节点模块；发生故障的传输链路原本功能是通过第二节点模块将第一节点模块的数据传输给第三节点模块。本发明所述的方法能够缩小故障诊断范围，快速判断出发生故障的节点模块，提高诊断效率；此外，该方法无需维修人员到现场进行逐个排查，且诊断出的故障信息可发送至远程终端，节省了时间和人力成本。

Description

一种工控设备故障诊断方法和系统

技术领域

本发明涉及工业控制技术领域，具体涉及一种工控设备故障诊断方法和系统。

背景技术

工控设备被应用于越来越多的行业中，工业领域中通过具有不同功能的工控设备来实现具体的功能。比如对于一个具有远程监控功能的水利系统，至少包括：设置在供水管道内的流量计、数据转换处理模块和服务器，正常情况下，流量计采集管道内的流量信息，并按照约定的数据传输协议将流量信息数据传送给数据转换处理模块，再由该数据转换处理模块进行数据处理，最终将包含流量信息的数据传送至服务器。

以上工控系统中，相邻的两个节点模块之间都通过特定的传输协议进行数据传输。现有技术中，当工控系统出现故障时，需要通知维修人员到现场对节点模块进行逐个排查，估测故障原因，现有的故障诊断方法费时、费力、操作繁琐，故障诊断效率低，造成了人力和物力的极大浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工控设备故障诊断方法和系统。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种工控设备故障诊断方法，包括：

将发生故障的传输链路连接到诊断链路上，并启动诊断；其中，诊断链路的一端连接第一节点模块，另一端连接第三节点模块；发生故障的传输链路原本正常的功能是：通过第二节点模块将所述第一节点模块的数据传输给所述第三节点模块；

发送诊断请求，以使所述第一节点模块产生诊断数据；

所述诊断数据通过所述诊断链路传输至所述第三节点模块；

根据所述第三节点模块接收数据的情况，判断出发生故障的节点模块。

可选的，所述第一节点模块产生的诊断数据包括：

与所述诊断请求相对应的预设的诊断数据，或，所述第一节点模块工况状态下的实时数据。

可选的，根据所述第三节点模块接收数据的情况，判断出发生故障的节点模块，包括：在发送诊断请求之后的预设时间段内，

如果所述第三节点模块没有接收到数据，则判断出所述第一节点模块发生故障；

如果所述第三节点模块接收到数据，则对所述第三节点模块接收到的数据进行分析，以确定出发生故障的节点模块。

可选的，对所述第三节点模块接收到的数据进行分析，以确定出发生故障的节点模块，包括：

对接收到的每一帧数据，判断帧头、帧尾、校验码以及总字节个数是否全都正确，如果全都正确，则判断出所述第二节点模块发生故障；

如果帧头、帧尾、校验码以及总字节个数中至少存在一项错误，则判断出所述第一节点模块发生故障。

可选的，所述诊断方法还包括：

显示判断出的故障信息；和/或，

发送所述故障信息到远程终端。

可选的，所述诊断链路为RS-485通信链路；所述第一节点模块至少包括终端数据采集模块，所述第二节点模块至少包括具有数据处理功能的PLC模块，所述第三节点模块为服务器。

本发明还提供了一种工控设备故障诊断系统，包括：

故障诊断启动单元，用于将发生故障的传输链路连接到诊断链路上，并启动诊断；其中，诊断链路的一端连接第一节点模块，另一端连接第三节点模块；发生故障的传输链路原本正常的功能是：通过第二节点模块将所述第一节点模块的数据传输给所述第三节点模块；

请求发送单元，用于发送诊断请求，以使所述第一节点模块产生诊断数据；

诊断链路，用于将所述诊断数据传输至第三节点模块；

故障判断单元，用于根据所述第三节点模块接收数据的情况，判断出发生故障的节点模块。

可选的，所述故障判断单元根据所述第三节点模块接收数据的情况，判断出发生故障的节点模块，具体包括：在发送诊断请求之后的预设时间段内，

如果所述第三节点模块没有接收到数据，则判断出所述第一节点模块发生故障；

如果所述第三节点模块接收到数据，则对所述第三节点模块接收到的数据进行分析，以确定出发生故障的节点模块。

可选的，对所述第三节点模块接收到的数据进行分析，以确定出发生故障的节点模块，包括：

对接收到的每一帧数据，判断帧头、帧尾、校验码以及总字节个数是否全都正确，如果全都正确，则判断出所述第二节点模块发生故障；

如果帧头、帧尾、校验码以及总字节个数中至少存在一项错误，则判断出所述第一节点模块发生故障。

可选的，所述诊断系统还包括：

显示单元，用于显示判断出的故障信息；和/或，

故障信息发送单元，用于将所述故障信息发送到远程终端。

本发明采用以上技术方案，所述工控设备故障诊断方法包括：将发生故障的传输链路连接到诊断链路上，并启动诊断；发送诊断请求，以使所述第一节点模块产生诊断数据；所述诊断数据通过所述诊断链路传输至所述第三节点模块；根据所述第三节点模块接收数据的情况，判断出发生故障的节点模块。本发明所述的诊断方法能够极大缩小故障诊断范围，有利于快速判断出发生故障的节点模块，提高诊断效率；此外，该故障诊断方法无需维修人员到现场进行逐个排查，且诊断出的故障信息可发送至远程终端，节省了时间和人力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明工控设备故障诊断方法实施例一提供的流程示意图；

图2是本发明工控设备故障诊断方法实施例二提供的流程示意图；

图3是本发明工控设备故障诊断系统实施例一的结构示意图。

图中：1、故障诊断启动单元；2、请求发送单元；3、诊断链路；4、故障判断单元；5、显示单元；6、故障信息发送单元；7、远程终端；8、第一节点模块；9、第二节点模块；10、第三节点模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

图1是本发明工控设备故障诊断方法实施例一提供的流程示意图。

如图1所示，本实施例所述的故障诊断方法包括：

S11：将发生故障的传输链路连接到诊断链路上，并启动诊断；

其中，诊断链路的一端连接第一节点模块，另一端连接第三节点模块；发生故障的传输链路原本正常的功能是：通过第二节点模块将所述第一节点模块的数据传输给所述第三节点模块；

S12：发送诊断请求，以使所述第一节点模块产生诊断数据；

进一步的，所述第一节点模块产生的诊断数据包括：

与所述诊断请求相对应的预设的诊断数据，或，所述第一节点模块工况状态下的实时数据。

S13：所述诊断数据通过所述诊断链路传输至所述第三节点模块；

S14：根据所述第三节点模块接收数据的情况，判断出发生故障的节点模块。

进一步的，所述诊断链路为RS-485通信链路；所述第一节点模块至少包括终端数据采集模块，所述第二节点模块至少包括具有数据处理功能的PLC模块，所述第三节点模块为服务器。

在实际使用中，举一个最简单的使用场景，比如一个工控系统包括：设置在供水管道内的流量计、PLC模块和服务器，正常情况下，流量计采集管道内的流量信息，并按照约定的数据传输协议将流量信息数据传送给PLC模块，再由该PLC模块进行数据处理，最终将包含流量信息的数据传送至服务器。如果该系统出现故障，在对该系统进行诊断时，可将发生故障的传输链路连接到诊断链路上，即将流量计的输出端与诊断链路的一端连接，将服务器的接收端与诊断链路的另一端连接，以此建立通路进行故障诊断。

启动诊断操作后，发送诊断请求，流量计产生诊断数据，所述诊断数据可以是当前流量计采集的流量值，也可以是与所述诊断请求相对应的预设的诊断数据(比如预设的固定诊断数据)，如果流量计功能正常的话，在发送诊断请求之后的预设时间段内，流量计产生的诊断数据会通过诊断链路传输至服务器，再对服务器接收到的数据进行分析，以确定出发生故障的节点模块；如果在发送诊断请求之后的预设时间段内，服务器没有接收到诊断数据，则说明流量计出现故障。

本实施例所述的方法能够快速判断出发生故障的节点模块，提高诊断效率；该方法无需维修人员到现场进行逐个排查，且诊断出的故障信息可发送至远程终端，节省了时间和人力成本。

图2是本发明工控设备故障诊断方法实施例二提供的流程示意图。

如图2所示，本实施例所述的故障诊断方法包括：

S21：将发生故障的传输链路连接到诊断链路上，并启动诊断；

其中，诊断链路的一端连接第一节点模块，另一端连接第三节点模块；发生故障的传输链路原本正常的功能是：通过第二节点模块将所述第一节点模块的数据传输给所述第三节点模块；

S22：发送诊断请求，以使所述第一节点模块产生诊断数据；

S23：所述诊断数据通过所述诊断链路传输至所述第三节点模块；

S24：在发送诊断请求之后的预设时间段内，判断所述第三节点模块是否有接收到数据；

S25：如果所述第三节点模块没有接收到数据，则判断出所述第一节点模块发生故障；

S26：如果所述第三节点模块接收到数据，则对接收到的每一帧数据，判断帧头、帧尾、校验码以及总字节个数是否全都正确；

S27：如果全都正确，则判断出所述第二节点模块发生故障；

S28：如果帧头、帧尾、校验码以及总字节个数中至少存在一项错误，则判断出所述第一节点模块发生故障。

S29：显示判断出的故障信息，并将所述故障信息发送到远程终端。

进一步的，所述诊断链路为RS-485通信链路；所述第一节点模块至少包括终端数据采集模块，所述第二节点模块至少包括具有数据处理功能的PLC模块，所述第三节点模块为服务器。

进一步的，所述诊断链路为RS-485通信链路；所述第一节点模块至少包括终端数据采集模块，所述第二节点模块至少包括具有数据处理功能的PLC模块，所述第三节点模块为服务器。

在实际使用中，还拿实施例一举出的工控系统进行说明，如果该系统出现故障，在对该系统进行诊断时，可将发生故障的传输链路连接到诊断链路上，即将流量计的输出端与诊断链路的一端连接，将服务器的接收端与诊断链路的另一端连接，以此建立通路进行故障诊断。启动诊断操作后，发送诊断请求，流量计产生诊断数据，所述诊断数据可以是当前流量计采集的流量值，也可以是与所述诊断请求相对应的预设的诊断数据，如果流量计功能正常的话，在发送诊断请求之后的预设时间段内，流量计产生的诊断数据会通过诊断链路传输至服务器，再对服务器接收到的数据进行分析：对接收到的每一帧数据，根据数据传输协议，判断帧头、帧尾、校验码以及总字节个数是否全都正确，如果全都正确，则判断出PLC模块发生故障；如果帧头、帧尾、校验码以及总字节个数中至少存在一项错误，则判断出流量计发生故障；如果在发送诊断请求之后的预设时间段内，服务器没有接收到诊断数据，也说明是流量计出现故障。

需要说明的是，在实际使用中，所述第一节点模块可以不仅仅只包括流量计，还可以包括类似终端数据采集模块等其它模块，所述第二节点模块也可以包括除PLC模块之外的其他数据处理和中转模块，所述第三节点模块也不仅限于服务器。本实施例中通过第一节点模块、第二节点模块和第三节点模块，只是想表达出最简单的传输链路组成结构，对于包含更多节点模块的传输链路，本实施例所述的诊断方法依然适用。对于包含多个节点模块(比如包含n个节点模块)的传输链路发生故障时，可先将第2至n-1这些节点看成一个节点模块，相当于上文例子中的第二节点模块，第1节点作为第一节点模块，第n节点作为第三节点模块，按照上文的判断过程确认出是哪个节点模块出现故障；当判断出是第二节点模块故障时，再将第2至n-1这些节点看成一个故障链路按照上文的方法进行诊断，即：第2节点作为第一节点模块，第3至n-2这些节点看成一个节点模块，相当于第二节点模块，第n-1节点作为第三节点模块，依次类推，进行故障诊断。

本实施例所述的方法能够缩小故障诊断范围，快速判断出发生故障的节点模块，提高诊断效率；此外，该方法无需维修人员到现场进行逐个排查，且诊断出的故障信息可发送至远程终端，节省了时间和人力成本。

图3是本发明工控设备故障诊断系统实施例二提供的结构示意图。

如图3所示，本实施例所述的故障诊断系统包括：

故障诊断启动单元1，用于将发生故障的传输链路连接到诊断链路3上，并启动诊断；其中，诊断链路3的一端连接第一节点模块8，另一端连接第三节点模块10；发生故障的传输链路原本正常的功能是：通过第二节点模块9将所述第一节点模块8的数据传输给所述第三节点模块10；

请求发送单元2，用于发送诊断请求，以使所述第一节点模块8产生诊断数据；

诊断链路3，用于将所述诊断数据传输至第三节点模块10；

故障判断单元4，用于根据所述第三节点模块10接收数据的情况，判断出发生故障的节点模块。

进一步的，所述故障判断单元4根据所述第三节点模块10接收数据的情况，判断出发生故障的节点模块，具体包括：在发送诊断请求之后的预设时间段内，

如果所述第三节点模块10没有接收到数据，则判断出所述第一节点模块8发生故障；

如果所述第三节点模块10接收到数据，则对所述第三节点模块10接收到的数据进行分析，以确定出发生故障的节点模块。

进一步的，对所述第三节点模块10接收到的数据进行分析，以确定出发生故障的节点模块，包括：

对接收到的每一帧数据，判断帧头、帧尾、校验码以及总字节个数是否全都正确，如果全都正确，则判断出所述第二节点模块9发生故障；

如果帧头、帧尾、校验码以及总字节个数中至少存在一项错误，则判断出所述第一节点模块8发生故障。

需要说明的是，所述诊断系统还包括：

显示单元5，用于显示判断出的故障信息；和/或，

故障信息发送单元6，用于将所述故障信息发送到远程终端7。

本实施例所述诊断系统的工作原理与上文所述诊断方法的工作原理相同，在此不再赘述。

在实际使用中，所述故障诊断启动单元1将发生故障的传输链路连接到诊断链路3上，并启动诊断，所述请求发送单元2发出诊断请求，以使所述第一节点模块8产生诊断数据，所述诊断链路3将所述诊断数据传输至第三节点模块10，所述故障判断单元4根据所述第三节点模块10接收数据的情况，判断出发生故障的节点模块。判断出的故障信息通过所述显示单元5进行显示，同时，所述故障信息发送单元6还可将所述故障信息发送到远程终端7，以实现维修人员远程查看故障信息。

本实施例所述的故障诊断系统能够快速判断出发生故障的节点模块，且无需维修人员到现场进行逐个排查，诊断效率高，时间和人力成本投入低。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种工控设备故障诊断方法，其特征在于，包括：

将发生故障的传输链路连接到诊断链路上，并启动诊断；其中，诊断链路的一端连接第一节点模块，另一端连接第三节点模块；发生故障的传输链路原本正常的功能是：通过第二节点模块将所述第一节点模块的数据传输给所述第三节点模块；

发送诊断请求，以使所述第一节点模块产生诊断数据；

所述诊断数据通过所述诊断链路传输至所述第三节点模块；

根据所述第三节点模块接收数据的情况，判断出发生故障的节点模块。

2.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述第一节点模块产生的诊断数据包括：

与所述诊断请求相对应的预设的诊断数据，或，所述第一节点模块工况状态下的实时数据。

3.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，根据所述第三节点模块接收数据的情况，判断出发生故障的节点模块，包括：在发送诊断请求之后的预设时间段内，

如果所述第三节点模块没有接收到数据，则判断出所述第一节点模块发生故障；

如果所述第三节点模块接收到数据，则对所述第三节点模块接收到的数据进行分析，以确定出发生故障的节点模块。

4.根据权利要求3所述的故障诊断方法，其特征在于，对所述第三节点模块接收到的数据进行分析，以确定出发生故障的节点模块，包括：

对接收到的每一帧数据，判断帧头、帧尾、校验码以及总字节个数是否全都正确，如果全都正确，则判断出所述第二节点模块发生故障；

如果帧头、帧尾、校验码以及总字节个数中至少存在一项错误，则判断出所述第一节点模块发生故障。

5.根据权利要求1至4任一项所述的故障诊断方法，其特征在于，还包括：

显示判断出的故障信息；和/或，

发送所述故障信息到远程终端。

6.根据权利要求1至4任一项所述的故障诊断方法，其特征在于，所述诊断链路为RS-485通信链路；所述第一节点模块至少包括终端数据采集模块，所述第二节点模块至少包括具有数据处理功能的PLC模块，所述第三节点模块为服务器。

7.一种工控设备故障诊断系统，其特征在于，包括：

故障诊断启动单元，用于将发生故障的传输链路连接到诊断链路上，并启动诊断；其中，诊断链路的一端连接第一节点模块，另一端连接第三节点模块；发生故障的传输链路原本正常的功能是：通过第二节点模块将所述第一节点模块的数据传输给所述第三节点模块；

请求发送单元，用于发送诊断请求，以使所述第一节点模块产生诊断数据；

诊断链路，用于将所述诊断数据传输至第三节点模块；

故障判断单元，用于根据所述第三节点模块接收数据的情况，判断出发生故障的节点模块。

8.根据权利要求7所述的故障诊断系统，其特征在于，所述故障判断单元根据所述第三节点模块接收数据的情况，判断出发生故障的节点模块，具体包括：在发送诊断请求之后的预设时间段内，

如果所述第三节点模块没有接收到数据，则判断出所述第一节点模块发生故障；

如果所述第三节点模块接收到数据，则对所述第三节点模块接收到的数据进行分析，以确定出发生故障的节点模块。

9.根据权利要求8所述的故障诊断系统，其特征在于，对所述第三节点模块接收到的数据进行分析，以确定出发生故障的节点模块，包括：

对接收到的每一帧数据，判断帧头、帧尾、校验码以及总字节个数是否全都正确，如果全都正确，则判断出所述第二节点模块发生故障；

如果帧头、帧尾、校验码以及总字节个数中至少存在一项错误，则判断出所述第一节点模块发生故障。

10.根据权利要求7至9任一项所述的故障诊断系统，其特征在于，还包括：

显示单元，用于显示判断出的故障信息；和/或，

故障信息发送单元，用于将所述故障信息发送到远程终端。