CN107678417A - 打印机故障控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种打印机故障控制系统,包括报警模块、处理器模块、电流采集模块、电压读取模块以及电压采集模块。本发明避免了打印机主控电路的主线路电压快速上升，及时停机报警，则不会造成电机控制单片机的烧毁。
Description
技术领域
本发明属于新一代信息技术领域，具体涉及一种打印机故障控制系统。
背景技术
目前，数码印刷装置生产厂商通过在开源的固件上做修改以适应自身的机型，样机研发完成后的功能测试以传统的目测为主，即通过反复打印观察并收集其异常状态。
但是该方法功能覆盖率低：由于打印文件的造型和打印速度的制约，传统测试过程中的运动控制无法覆盖基于任意运动速率的任意运动路径，因此，无法保证打印机在打印某个之前没有打印过的文件时会出现由固件引起的异常情况，而且电流会通过驱动电路流向打印机主控电路的主线路，造成打印机主控电路的主线路电压快速上升，如果不及时停机报警，则会造成电机控制单片机的烧毁。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述不足提供一种打印机故障控制系统；
本发明一种打印机故障控制系统，包括报警模块、处理器模块、电流采集模块、电压读取模块以及电压采集模块，所述处理器模块的一路信号输出端与报警模块的信号输入端相连，所述处理器模块的另一路信号输出端与打印机主控电路中电源开关控制模块的信号输入端相连，所述电流采集模块、电压读取模块以及电压采集模块的信号输出端与处理器模块的信号输入端相连，所述电流采集模块以及电压采集模块的信号采集端连接打印机主控电路的主线路，所述电压读取模块的信号读取端连接打印机主控电路中的驱动电路。
所述电流采集模块用于采集打印机主控电路的主线路电流；
所述电压采集模块用于采集打印机主控电路的主线路电压值；
所述电压读取模块用于读取驱动电路的电压值；
所述处理器模块用于读取打印机主控电路的信号，并对读取的信号进行故障逻辑判断，并根据故障逻辑判断结果对所述打印机主控电路进行故障控制。
所述报警模块用于接收处理器模块发出的故障信息并进行报警。
所述处理器模块具体包括：
电流流向判断单元，用于判断打印机主控电路的主线路电流的流向，当打印机主控电路的主线路电流的流向为正时，通知电压采集模块连续采集n个打印机主控电路的主线路电压值；
电压排列单元，用于将连续采集n个打印机主控电路的主线路电压值由小到大排列为V1，V2，V3，…，Vn；
电压样本均值及样本标准偏差计算单元，用于根据如下公式计算打印机主控电路的主线路电压样本均值及样本标准偏差，电压的样本均值为：
电压的样本标准偏差值为：
离群值剔除单元，用于根据如下公式剔除离群值，利用格拉布斯准则对采集的打印机主控电路的主线路电压样本进行离群值的检测与剔除，计算统计量：
确定检出水平α，在格拉布斯检验法临界值表中查出对应的n，α的临界值G1-α(n)；
判定是否具有离群值，当Gn＞G′n且Gn＞G1-α(n)，判定Vn为离群值；当G′n＞Gn且G′n＞G1-α(n)，则判定V1为离群值；否则判为没有离群值；
主线路电压计算单元，用于将剔除离群值后剩下的打印机主控电路的主线路电压采样值重新计算打印机主控电路的主线路电压的均值，作为打印机主控电路的主线路电压的当前值
驱动电路电压计算单元，用于读取打印机主控电路的驱动电路电压值，进行离群值的检测与剔除，得到驱动电路电压当前值
比较单元，用于比较主线路电压的当前值和驱动电路电压当前值是否相近；
判断单元，用于根据如下规则进行判断，如果和的值相近，说明系统正常，和的值相加后取平均数作为当前打印机主控电路的主线路电压值如果和的值相差较大，说明打印机主控电路已经出现故障；如果前后5次的值相差较大，说明可能出现问题，此时如果最近5次的值相差不大，此时应采用最近几次值的平均值作为当前打印机主控电路的主线路电压；如果前后5次的值相差较大，说明可能出现问题，此时如果最近5次的值相差不大，应采用最近几次的值的平均值作为当前打印机主控电路的主线路电压；如果和的值相差较大，且两者本身前后几次值相差也较大，说明打印机主控电路出现严重故障；或者和的值相差较大，虽然两者本身前后5次值相差不大，也说明打印机主控电路出现严重故障；
报警信号触发单元，用于当打印机主控电路出现严重故障时，向报警模块触发报警信号；
停机信号触发单元，用于当打印机主控电路出现严重故障时，向电源开关控制模块触发停机信号。
所述报警模块包括第一电容C1、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、运算放大器M1、第三电阻R3和第四电阻R4；所述运算放大器M1的同相输入端通过第四电阻R4连接VCC；所述运算放大器M1的同相输入端通过第三电阻R3接地；所述运算放大器M1的反相输入端连接所述第二电阻R2和第一电容C1的连接点；所述运算放大器M1的反相输入端通过第一电阻R1连接M1的输出端；所述第三电容C3的一端连接处理器模块的输出端，另一端通过依次串联的第二电阻R2和第一电容C1接地；第二电阻R2和第一电容C1的连接后连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端作为报警信号输出端。
所述停机信号触发单元向电源开关控制模块触发停机信号之后说明打印机主控电路出现严重故障，然后进行打印机主控电路的故障查询。
本发明避免了打印机主控电路的主线路电压快速上升，及时停机报警，则不会造成电机控制单片机的烧毁。
附图说明
图1是打印机故障控制系统结构示意图；
图2是图1中处理器模块结构示意图；
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明：
本发明一种打印机故障控制系统，包括报警模块、处理器模块、电流采集模块、电压读取模块以及电压采集模块，所述处理器模块的一路信号输出端与报警模块的信号输入端相连，所述处理器模块的另一路信号输出端与打印机主控电路中电源开关控制模块的信号输入端相连，所述电流采集模块、电压读取模块以及电压采集模块的信号输出端与处理器模块的信号输入端相连，所述电流采集模块以及电压采集模块的信号采集端连接打印机主控电路的主线路，所述电压读取模块的信号读取端连接打印机主控电路中的驱动电路。
所述电流采集模块用于采集打印机主控电路的主线路电流；
所述电压采集模块用于采集打印机主控电路的主线路电压值；
所述电压读取模块用于读取驱动电路的电压值；
所述处理器模块用于读取打印机主控电路的信号，并对读取的信号进行故障逻辑判断，并根据故障逻辑判断结果对所述打印机主控电路进行故障控制。
所述报警模块用于接收处理器模块发出的故障信息并进行报警。
所述处理器模块具体包括：
电流流向判断单元，用于判断打印机主控电路的主线路电流的流向，当打印机主控电路的主线路电流的流向为正时，通知电压采集模块连续采集n个打印机主控电路的主线路电压值；
电压排列单元，用于将连续采集n个打印机主控电路的主线路电压值由小到大排列为V1，V2，V3，…，Vn；
电压样本均值及样本标准偏差计算单元，用于根据如下公式计算打印机主控电路的主线路电压样本均值及样本标准偏差，电压的样本均值为：
电压的样本标准偏差值为：
离群值剔除单元，用于根据如下公式剔除离群值，利用格拉布斯准则对采集的打印机主控电路的主线路电压样本进行离群值的检测与剔除，计算统计量：
确定检出水平α，在格拉布斯检验法临界值表中查出对应的n，α的临界值G1-α(n)；
判定是否具有离群值，当Gn＞G′n且Gn＞G1-α(n)，判定Vn为离群值；当G′n＞Gn且G′n＞G1-α(n)，则判定V1为离群值；否则判为没有离群值；
主线路电压计算单元，用于将剔除离群值后剩下的打印机主控电路的主线路电压采样值重新计算打印机主控电路的主线路电压的均值，作为打印机主控电路的主线路电压的当前值
驱动电路电压计算单元，用于读取打印机主控电路的驱动电路电压值，进行离群值的检测与剔除，得到驱动电路电压当前值
比较单元，用于比较主线路电压的当前值和驱动电路电压当前值是否相近；
判断单元，用于根据如下规则进行判断，如果和的值相近，说明系统正常，和的值相加后取平均数作为当前打印机主控电路的主线路电压值如果和的值相差较大，说明打印机主控电路已经出现故障；如果前后5次的值相差较大，说明可能出现问题，此时如果最近5次的值相差不大，此时应采用最近几次值的平均值作为当前打印机主控电路的主线路电压；如果前后5次的值相差较大，说明可能出现问题，此时如果最近5次的值相差不大，应采用最近几次的值的平均值作为当前打印机主控电路的主线路电压；如果和的值相差较大，且两者本身前后几次值相差也较大，说明打印机主控电路出现严重故障；或者和的值相差较大，虽然两者本身前后5次值相差不大，也说明打印机主控电路出现严重故障；
报警信号触发单元，用于当打印机主控电路出现严重故障时，向报警模块触发报警信号；
停机信号触发单元，用于当打印机主控电路出现严重故障时，向电源开关控制模块触发停机信号。
一种打印机故障控制方法，包括以下步骤：
步骤1：系统初始化；
步骤2：采集打印机主控电路的主线路以及驱动电路的模拟信号，对采集到的模拟信号进行处理，然后将处理过的信号打包成报文发送至处理器模块；
步骤3：处理器模块根据所述报文进行故障逻辑判断，并将故障逻辑判断结果编辑成log文本；
步骤4：处理器模块根据故障逻辑判断结果对所述打印机主控电路进行故障控制。
所述采集打印机主控电路的主线路以及驱动电路的模拟信号之前包括以下步骤：
建立测试用例；
发送测试用例至所述被测打印机的主控电路中的单片机。
所述对采集到的模拟信号进行处理具体包括以下步骤：
将采集到的模拟信号进行滤波；
然后将滤波后的模拟信号转换成数字信号。
所述步骤2中采集的模拟信号为电流信号和电压信号。
进行故障逻辑判断以及根据故障逻辑判断结果对所述打印机主控电路进行故障控制包括以下步骤：
当打印机主控电路的主线路电流的流向为正时，连续采集n个打印机主控电路的主线路电压值，并由小到大排列为V1，V2，V3，…，
Vn，则打印机主控电路的主线路电压的样本均值及样本标准偏差分别为：
利用格拉布斯准则对采集的打印机主控电路的主线路电压样本进
行离群值的检测与剔除，计算统计量：
确定检出水平α，在格拉布斯检验法临界值表中查出对应的n，
α的临界值G1-α(n)；
判定是否具有离群值，当Gn＞G′n且Gn＞G1-α(n)，判定Vn为离群值；当G′n＞Gn且G′n＞G1-α(n)，则判定V1为离群值；否则判为没有离群值；
剔除离群值后，根据剩下的打印机主控电路的主线路电压采样值重新计算打印机主控电路的主线路电压的均值，作为打印机主控电路的主线路电压的当前值
读取打印机主控电路的驱动电路电压值，采用以上方式进行离群值的检测与剔除，得到打印机主控电路的驱动电路电压当前值
如果和的差值幅度小于5V，说明系统正常，和的值相加后取平均数作为当前打印机主控电路的主线路电压值
如果和的差值幅度大于5V，说明打印机主控电路已经出现故障；如果前后5次的值中最大值和最小值相差大于5V，说明可能出现问题，此时如果最近5次的值中最大值和最小值相差小于5V，此时应采用最近几次值的平均值作为当前打印机主控电路的主线路电压；如果前后5次的值中最大值和最小值相差大于5V，说明可能出现问题，此时如果最近5次的值中最大值和最小值相差小于5V，应采用最近几次的值的平均值作为当前打印机主控电路的主线路电压；
如果和的差值幅度大于5V，且两者本身各自前后几次值中最大值和最小值相差大于5V，说明打印机主控电路出现严重故障；或者和的差值幅度大于5V，虽然两者本身各自前后几次值中最大值和最小值相差小于5V，也说明打印机主控电路出现严重故障，此时均应发出报警信号并停机。
通过的值确定了当前驱动电路的电压值则放电电压阈值的计算公式为：
所述停机信号触发单元向电源开关控制模块触发停机信号之后说明打印机主控电路出现严重故障，然后进行打印机主控电路的故障查询，故障查询的具体步骤如下：
步骤1：将需要查询的打印机主控电路的主控电路信息录入查询系统的配置文件；
步骤2：所述查询系统读取所述配置文件，并将配置文件内主控电路信息载入查询系统的显示器；
步骤3：将查询系统与打印机主控电路的单片机建立通讯；
步骤4：判断查询系统能否正常连接至打印机主控电路，如能则转下一步，否则显示器显示连接失败的提示并返回步骤3；
步骤5：查询系统读取打印机主控电路的状态数据，并通过所述配置文件对状态数据进行解析及逻辑汇总，即判断打印机主控电路状态数据是否包含强制停机记录及报警记录，如包含转步骤6，如不包含则转步骤7；
步骤6：如果打印机主控电路状态数据包含保护动作及报警信号，说明打印机主控电路存在异常，查询系统通过显示器显示打印机主控电路的异常提示和异常的状态数据，完成查询过程；
步骤7：如果打印机主控电路状态数据不包含保护动作及报警信号，说明打印机主控电路正常，查询系统通过显示器显示打印机主控电路正常的状态数据，完成查询过程。
所述主控电路信息包括：打印机的名称编号及单片机自检信号。
对所述步骤3中查询系统与打印机主控电路的单片机通信的状态进行管理，并将新发现的通讯工况及时主动上报到远程主站。
将步骤5中查询系统读取的打印机主控电路状态数据建立查询目录，并存储到数据库；当查询系统收到查询指令时，将查询目录加载到内存；将查询指令的范围和条件进行编码，得到以编码数据表示的查询指令；依次对加载到内存中的所有查询目录依照查询指令的范围和条件进行访问，每个查询目录对应的数据与查询指令的编码数据进行重叠检测计算；将判断为与查询指令重叠的对应的查询目录打上预备标识；根据查询指令具体需求，以查询指令的时间范围筛选预备标识，最终获得符合条件的查询结果。
所述每个查询目录对应的数据与查询指令的编码数据进行重叠检测计算具体为：返回所有符合查询指令的范围和条件的查询目录段落，在将查询目录拆分成查询目录段后重建目录，查询结果返回前重组查询目录，返回所有落入查询指令的范围和条件的查询目录段落会包含非符合条件的数据，最后计算编码数据位运算后的长度就是两个查询目录对应的重叠区域的数量，当重叠区域的数量为0时，则完全不重合，当重叠区域的数量不为0时，则两个编码数据有交集。
所述根据查询指令具体需求，以查询指令的时间范围筛选预备标识，最终获得符合条件的查询结果的具体步骤如下：将预备标识中的查询目录的首条和末条在查询指令的范围和条件内去除；在预备标识中，计算每一个查询目录编码的长度，并计算查询指令对应的编码与查询目录编码重叠运算后的长度；当查询目录编码长度大于重叠运算的长度，将该查询目录进行缓存，将缓存的查询目录和返回的查询目录合并，作为查询返回；反之，将返回的查询目录进行校验，得到符合查询指令的查询目录。针对印刷装置主控电路状态查询工作中出现的工作量大，费时费力而且容易出错的现状，利用本方法可瞬间获得印刷装置主控电路状态数据，本方法没有重组排序计算，需要的数据上下文较少，占用的计算资源小，查询达到了缩小搜索空间的效果，来实现快速查询。将有效提高工作效率，并避免误操作的可能，极大节省打印机故障后的恢复时间，方便打印机运行与检修工作。
Claims (5)
1.一种打印机故障控制系统，其特征在于包括报警模块、处理器模块、电流采集模块、电压读取模块以及电压采集模块，所述处理器模块的一路信号输出端与报警模块的信号输入端相连，所述处理器模块的另一路信号输出端与打印机主控电路中电源开关控制模块的信号输入端相连，所述电流采集模块、电压读取模块以及电压采集模块的信号输出端与处理器模块的信号输入端相连，所述电流采集模块以及电压采集模块的信号采集端连接打印机主控电路的主线路，所述电压读取模块的信号读取端连接打印机主控电路中的驱动电路。
2.根据权利要求1所述的打印机故障控制系统，其特征在于所述电流采集模块用于采集打印机主控电路的主线路电流；
所述电压采集模块用于采集打印机主控电路的主线路电压值；
所述电压读取模块用于读取驱动电路的电压值；
所述处理器模块用于读取打印机主控电路的信号，并对读取的信号进行故障逻辑判断，并根据故障逻辑判断结果对所述打印机主控电路进行故障控制。
所述报警模块用于接收处理器模块发出的故障信息并进行报警。
3.根据权利要求1所述的打印机故障控制系统，其特征在于所述处理器模块具体包括：
电流流向判断单元，用于判断打印机主控电路的主线路电流的流向，当打印机主控电路的主线路电流的流向为正时，通知电压采集模块连续采集n个打印机主控电路的主线路电压值；
电压排列单元，用于将连续采集n个打印机主控电路的主线路电压值由小到大排列为V1，V2，V3，…，Vn；
电压样本均值及样本标准偏差计算单元，用于根据如下公式计算打印机主控电路的主线路电压样本均值及样本标准偏差，电压的样本均值为：
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离群值剔除单元，用于根据如下公式剔除离群值，利用格拉布斯准则对采集的打印机主控电路的主线路电压样本进行离群值的检测与剔除，计算统计量：
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确定检出水平α，在格拉布斯检验法临界值表中查出对应的n，α的临界值G1-α(n)；
判定是否具有离群值，当Gn＞G′n且Gn＞G1-α(n)，判定Vn为离群值；当Gn＞G′n且G′n＞G1-α(n)，则判定V1为离群值；否则判为没有离群值；
主线路电压计算单元，用于将剔除离群值后剩下的打印机主控电路的主线路电压采样值重新计算打印机主控电路的主线路电压的均值，作为打印机主控电路的主线路电压的当前值
驱动电路电压计算单元，用于读取打印机主控电路的驱动电路电压值，进行离群值的检测与剔除，得到驱动电路电压当前值
比较单元，用于比较主线路电压的当前值和驱动电路电压当前值是否相近；
判断单元，用于根据如下规则进行判断，如果和的值相近，说明系统正常，和的值相加后取平均数作为当前打印机主控电路的主线路电压值如果和的值相差较大，说明打印机主控电路已经出现故障；如果前后5次的值相差较大，说明可能出现问题，此时如果最近5次的值相差不大，此时应采用最近几次值的平均值作为当前打印机主控电路的主线路电压；如果前后5次的值相差较大，说明可能出现问题，此时如果最近5次的值相差不大，应采用最近几次的值的平均值作为当前打印机主控电路的主线路电压；如果和的值相差较大，且两者本身前后几次值相差也较大，说明打印机主控电路出现严重故障；或者和的值相差较大，虽然两者本身前后5次值相差不大，也说明打印机主控电路出现严重故障；
报警信号触发单元，用于当打印机主控电路出现严重故障时，向报警模块触发报警信号；
停机信号触发单元，用于当打印机主控电路出现严重故障时，向电源开关控制模块触发停机信号。
4.根据权利要求1所述的打印机故障控制系统，其特征在于所述报警模块包括第一电容C1、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、运算放大器M1、第三电阻R3和第四电阻R4；所述运算放大器M1的同相输入端通过第四电阻R4连接VCC；所述运算放大器M1的同相输入端通过第三电阻R3接地；所述运算放大器M1的反相输入端连接所述第二电阻R2和第一电容C1的连接点；所述运算放大器M1的反相输入端通过第一电阻R1连接M1的输出端；所述第三电容C3的一端连接处理器模块的输出端，另一端通过依次串联的第二电阻R2和第一电容C1接地；第二电阻R2和第一电容C1的连接后连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端作为报警信号输出端。
5.根据权利要求3所述的打印机故障控制系统，其特征在于所述停机信号触发单元向电源开关控制模块触发停机信号之后说明打印机主控电路出现严重故障，然后进行打印机主控电路的故障查询。
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