CN116382227A - 一种自动化装备远程诊断方法及其系统、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动化装备远程诊断方法及其系统、电子设备，本发明可以实现当某一路输入或输出的电流和电压异常时，启动设置于目标自动化装备的主控电路板附近的近红外监测模块，按第二监测周期获取并解析目标自动化装备的主控电路板的红外图像序列，根据解析结果判断主控电路板是否存在异常发热部位以及发热的部位的位置，若存在异常发热部位，输出有关于该异常发热部位的报警信号。实现了当自动化装备的主控电路板出现故障时，能及时诊断出存在异常的功能模块，能智能化的判断发生的故障的严重程度并采取相应的应对手段，无需复杂算法建模，很大程度上拓展了本发明的应用场景。

Description

一种自动化装备远程诊断方法及其系统、电子设备

技术领域

本发明涉及一种自动化装备远程诊断技术领域，具体地涉及一种自动化装备远程诊断方法及其系统、电子设备。

背景技术

自动化装备结构复杂，容易在运行时出现故障，因此需要对自动化装备进行故障监测，从而维护自动化装备的安全运行。

随着自动化装备规模的不断扩大，较好的满足了各种用户的自动化作业需求。与此同时，人们对自动化装备可靠性的要求也日益提高。提高自动化装备可靠性的一个重要方面是自动化装备故障的发生以及迅速诊断出自动化装备故障，以便及时抢修及尽快恢复自动化装备正常运行。故障诊断技术的出现，为提高自动化装备的可靠性和安全性开辟了一条新的途径。

目前监测不同的自动化装备需要用到的不同的专用监测设备，因此，需要专业技术人员亲自前往现场进行不同的现场对自动化装备进行监测，从而导致监测周期比较长，当自动化装备的主控电路板出现故障时，也不能及时诊断出存在异常的功能模块，不能智能化的判断发生的故障的严重程度并采取相应的应对手段，也不能在主控电路板出现严重故障甚至存在很大安全隐患时，及时切断自动化装备的电源。

因此，现有技术有待于进一步发展。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种自动化装备远程诊断方法及其系统、电子设备，以解决现有技术存在的问题。

为达到上述技术目的，根据本发明的第一方面，提供了一种自动化装备远程诊断方法，所述方法包括：

所述自动化装备启动后，按预设方法进行目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压的远程监测，当某一路输入或输出的电流和电压异常时，启动设置于目标自动化装备的主控电路板附近的近红外监测模块，按第二监测周期获取并解析目标自动化装备的主控电路板的红外图像序列，根据解析结果判断主控电路板是否存在异常发热部位以及发热的部位的位置，若存在异常发热部位，输出有关于该异常发热部位的报警信号。

具体地，所述按预设方法进行目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压的远程监测包括：

按第一监测周期获取目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流信号和电压信号并解析得到各路输入和输出的电流数据和电压数据，根据各路输入和输出的电流数据和电压数据以及第一监测周期计算得到各路输入和输出的电流数据与电压数据的比值以及比值变化率，当某一路输入或输出的电流数据与电压数据的比值变化率大于或等于第一预设阈值，判断该路输入或输出的电流和电压异常。

具体地，所述按第二监测周期获取并解析目标自动化装备的主控电路板的红外图像序列具体为：

按第二监测周期获取到目标自动化装备的主控电路板的当前帧红外图像，对红外图像进行解析，获得红外图像数据，根据红外图像数据中各点的灰度值确定目标范围并根据按照预设步骤建立目标搜索框，并按预设方法在目标搜索框内建立标记点阵，计算标记点阵中的每个标记点的灰度值并计算得到当前帧红外图像总灰度值，并按上述方法获得下一帧图像的红外图像总灰度值，根据当前帧和下一帧图像的红外图像总灰度值计算得到红外图像总灰度值变化率。

具体地，所述根据解析结果判断主控电路板是否存在异常发热部位以及发热的部位的位置具体为：

在控制模块中预存目标自动化装备的主控电路板的正常工作状态下的红外图像，并预先根据主控电路板的功能模块进行功能模块区域划分并生成功能模块区域图，若当前帧红外图像的目标搜索框的总灰度值大于或等于第二预设阈值，则证明该目标搜索框所指示的区域为异常发热区域，将目标搜索框所指示的区域与与功能模块区域图进行拟合得到异常发热区域的功能模块，输出有关于该功能模块异常发热的轻度报警信号。

具体地，所述根据当前帧和下一帧图像的红外图像总灰度值计算得到红外图像总灰度值变化率还包括：

当红外图像总灰度值变化率超过第三预设阈值，输出有关于该自动化装备严重发热的重度报警信号并切断该自动化装备的电源。

具体地，所述输出有关于该功能模块异常发热的报警信号还包括：

当输出有关于该功能模块异常发热的报警信号后，根据第二监测周期计算得到该功能模块异常发热的持续时间数据，当该功能模块异常发热的持续时间数据大于或等于第四预设阈值，输出有关于该功能模块持续发热的中度报警信号并切断有关于该功能模块的输入和输出的电流和电压信号。

具体地，当所有路输入或输出的电流和电压都无异常时，控制设置于目标自动化装备的主控电路板附近的近红外监测模块处于待机状态。

具体地，当某一路输入或输出的电流数据与电压数据的比值变化率小于第一预设阈值，判断该路输入或输出的电流和电压正常工作。

根据本发明的第二方面，提供了一种自动化装备远程诊断系统，包括：

采集模块，用于进行目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压的采集；

控制模块，用于进行目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压的远程监测，当某一路输入或输出的电流和电压异常时，启动设置于目标自动化装备的主控电路板附近的近红外监测模块，按第二监测周期获取并解析目标自动化装备的主控电路板的红外图像序列，根据解析结果判断主控电路板是否存在异常发热部位以及发热的部位的位置，若存在异常发热部位，控制报警模块输出有关于该异常发热部位的报警信号；

近红外监测模块，用于获取目标自动化装备的主控电路板的红外图像序列；

报警模块，输出有关于异常发热部位的报警信号。

根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括：

存储器；以及处理器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现根据权利要求1至8中任意一项所述的自动化装备远程诊断方法。

本发明的有益效果是：

本发明可以实现当某一路输入或输出的电流和电压异常时，启动设置于目标自动化装备的主控电路板附近的近红外监测模块，按第二监测周期获取并解析目标自动化装备的主控电路板的红外图像序列，根据解析结果判断主控电路板是否存在异常发热部位以及发热的部位的位置，若存在异常发热部位，输出有关于该异常发热部位的报警信号。实现了当自动化装备的主控电路板出现故障时，能及时诊断出存在异常的功能模块，能智能化的判断发生的故障的严重程度并采取相应的应对手段，能在主控电路板出现严重故障甚至存在很大安全隐患时，及时切断自动化装备的电源。利用巧妙的算法设计将抽象且复杂的自动化装备的诊断过程具象化，无需复杂算法建模，很大程度上拓展了本发明的应用场景。

附图说明

图1是本发明具体实施例中提供的自动化装备远程诊断方法的结构图；

图2是本发明具体实施例中提供的自动化装备远程诊断系统的示意图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

请参阅图1，本实施例提供了一种自动化装备远程诊断方法，所述自动化装备远程诊断方法包括：

S100、自动化装备启动后，按预设方法进行目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压的远程监测。

具体地，所述按预设方法进行目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压的远程监测包括：

按第一监测周期获取目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流信号和电压信号并解析得到各路输入和输出的电流数据和电压数据，根据各路输入和输出的电流数据和电压数据以及第一监测周期计算得到各路输入和输出的电流数据与电压数据的比值以及比值变化率，当某一路输入或输出的电流数据与电压数据的比值变化率大于或等于第一预设阈值，判断该路输入或输出的电流和电压异常。

可以理解的是，目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压数据的比值变化率在正常情况下应在一个稳定区间内波动，即目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压数据的比值变化率在正常情况下应该小于第一预设阈值，本发明通过控制模块获取主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压数据并计算得到主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压数据的比值变化率，当主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压数据的比值变化率大于或等于第一预设阈值时，则证明该路输入或输出的电流数据和/或电压数据异常，此时，应进入下一阶段监测，将复杂的自动化装备的主控电路板的监测问题简单化，无需复杂算法建模，很大程度上拓展了本发明的应用场景。

这里需要说明的是，步骤S100之前包括：预设第一监测周期、第二监测周期、第一预设阈值、第二预设阈值、第三预设阈值和第四预设阈值。并将所述第二监测周期设置为小于所述第一监测周期，以实现当主控电路板是否存在异常发热部位时，启动设置于目标自动化装备的主控电路板附近的近红外监测模块，按第二监测周期获取并解析目标自动化装备的主控电路板的红外图像序列，加快监测周期，实现不同的紧急情况下采用不同的监测周期进行主控电路板的状态监测，当常态化监控时，减小运算压力和系统能耗。这里需要说明的是，本发明的控制模块分别和采集模块、近红外监测模块和报警模块远程通信连接。所述远程通信连接方式可以为光纤连接。数据传输速度快，数据传输过程中安全性高。

S200、当某一路输入或输出的电流和电压异常时，启动设置于目标自动化装备的主控电路板附近的近红外监测模块。

这里需要说明的是，所述近红外监测模块固定设置于主控电路板附近，能够采集主控电路板的红外图像序列，本发明通过启动设置于目标自动化装备的主控电路板附近的近红外监测模块，按第二监测周期获取并解析目标自动化装备的主控电路板的红外图像序列，根据解析结果判断主控电路板是否存在异常发热部位以及发热的部位的位置，本发明在控制模块中预存目标自动化装备的主控电路板的正常工作状态下的红外图像，并预先根据主控电路板的功能模块进行功能模块区域划分并生成功能模块区域图，若当前帧红外图像的目标搜索框的总灰度值大于或等于第二预设阈值，则证明该目标搜索框所指示的区域为异常发热区域，将目标搜索框所指示的区域与与功能模块区域图进行拟合得到异常发热区域的功能模块，输出有关于该功能模块异常发热的轻度报警信号。实现了将复杂的目标自动化设备的主控电路板的各模块的运行状态的监测问题的简化，无需复杂算法建模，大大降低了本发明的应用维护成本，进一步拓展了本发明的应用场景。

S300、按第二监测周期获取并解析目标自动化装备的主控电路板的红外图像序列。

具体地，所述按第二监测周期获取并解析目标自动化装备的主控电路板的红外图像序列具体为：

按第二监测周期获取到目标自动化装备的主控电路板的当前帧红外图像，对红外图像进行解析，获得红外图像数据，根据红外图像数据中各点的灰度值确定目标范围并根据按照预设步骤建立目标搜索框，并按预设方法在目标搜索框内建立标记点阵，计算标记点阵中的每个标记点的灰度值并计算得到当前帧红外图像总灰度值，并按上述方法获得下一帧图像的红外图像总灰度值，根据当前帧和下一帧图像的红外图像总灰度值计算得到红外图像总灰度值变化率。

具体地，所述根据当前帧和下一帧图像的红外图像总灰度值计算得到红外图像总灰度值变化率还包括：

当红外图像总灰度值变化率超过第三预设阈值，输出有关于该自动化装备严重发热的重度报警信号并切断该自动化装备的电源。

这里需要说明的是，正常情况下，红外图像总灰度值变化率应处于一个稳定范围，即红外图像总灰度值变化率不应大于第三预设阈值，当红外图像总灰度值变化率大于第三预设阈值，证明此时，目标自动化设备的主控电路板的某一部位的温度正在快速升高，此时，应输出有关于该自动化装备严重发热的重度报警信号并切断该自动化装备的电源。很大程度上提高了本发明的安全性和智能化程度。实现了当自动化装备的主控电路板出现故障时，能及时诊断出存在异常的功能模块，能智能化的判断发生的故障的严重程度并采取相应的应对手段，能在主控电路板出现严重故障甚至存在很大安全隐患时，及时切断自动化装备的电源。利用巧妙的算法设计将抽象且复杂的自动化装备的诊断过程具象化，无需复杂算法建模，很大程度上拓展了本发明的应用场景。

具体地，当所有路输入或输出的电流和电压都无异常时，控制设置于目标自动化装备的主控电路板附近的近红外监测模块处于待机状态。

具体地，当某一路输入或输出的电流数据与电压数据的比值变化率小于第一预设阈值，判断该路输入或输出的电流和电压正常工作。

S400、根据解析结果判断主控电路板是否存在异常发热部位以及发热的部位的位置。

具体地，所述根据解析结果判断主控电路板是否存在异常发热部位以及发热的部位的位置具体为：

在控制模块中预存目标自动化装备的主控电路板的正常工作状态下的红外图像，并预先根据主控电路板的功能模块进行功能模块区域划分并生成功能模块区域图，若当前帧红外图像的目标搜索框的总灰度值大于或等于第二预设阈值，则证明该目标搜索框所指示的区域为异常发热区域，将目标搜索框所指示的区域与与功能模块区域图进行拟合得到异常发热区域的功能模块，输出有关于该功能模块异常发热的轻度报警信号。

可以理解的是，正常情况下，当前帧红外图像的目标搜索框的总灰度值应处于一个合理范围内，即当前帧红外图像的目标搜索框的总灰度值应小于第二预设阈值，若当前帧红外图像的目标搜索框的总灰度值大于或等于第二预设阈值，此时，说明当前帧红外图像的目标搜索框所指示的区域异常发热，此时，将目标搜索框所指示的区域与与功能模块区域图进行拟合得到异常发热区域的功能模块，输出有关于该功能模块异常发热的轻度报警信号。实现了当自动化装备的主控电路板出现故障时，能及时诊断出存在异常的功能模块，能智能化的判断发生的故障的严重程度并采取相应的应对手段，能在主控电路板出现严重故障甚至存在很大安全隐患时，及时切断自动化装备的电源。利用巧妙的算法设计将抽象且复杂的自动化装备的诊断过程具象化，无需复杂算法建模，很大程度上拓展了本发明的应用场景。

具体地，所述输出有关于该功能模块异常发热的报警信号还包括：

当输出有关于该功能模块异常发热的报警信号后，根据第二监测周期计算得到该功能模块异常发热的持续时间数据，当该功能模块异常发热的持续时间数据大于或等于第四预设阈值，输出有关于该功能模块持续发热的中度报警信号并切断有关于该功能模块的输入和输出的电流和电压信号。

这里需要说明的是，当该功能模块异常发热的持续时间数据大于或等于第四预设阈值，证明此时，该功能模块异常发热虽然并不十分严重，但持续发热仍会存在较大安全隐患，此时，输出有关于该功能模块持续发热的中度报警信号并切断有关于该功能模块的输入和输出的电流和电压信号。实现了当自动化装备的主控电路板出现故障时，能及时诊断出存在异常的功能模块，能智能化的判断发生的故障的严重程度并采取相应的应对手段，进一步提高了本发明的智能化程度和安全性。

S500、若存在异常发热部位，输出有关于该异常发热部位的报警信号。

请参阅图1-图2，本发明提供另一种具体实施例，该实施例提供了一种自动化装备远程诊断系统，所述系统包括：

采集模块100，用于进行目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压的采集；

控制模块200，用于进行目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压的远程监测，当某一路输入或输出的电流和电压异常时，启动设置于目标自动化装备的主控电路板附近的近红外监测模块，按第二监测周期获取并解析目标自动化装备的主控电路板的红外图像序列，根据解析结果判断主控电路板是否存在异常发热部位以及发热的部位的位置，若存在异常发热部位，控制报警模块300输出有关于该异常发热部位的报警信号；

报警模块300，输出有关于异常发热部位的报警信号。

在优选实施例中，本申请还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

存储器；以及处理器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现所述的自动化装备远程诊断方法。该计算机设备可以广义地为服务器、终端，或任何其他具有必要的计算和/或处理能力的电子设备。在一个实施例中，该计算机设备可包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、通信接口等。该计算机设备的处理器可用于提供必要的计算、处理和/或控制能力。该计算机设备的存储器可包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质中或上可存储有操作系统、计算机程序等。该内存储器可为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口和通信接口可用于与外部的设备通过网络连接和通信。该计算机程序被处理器执行时执行本发明的方法的步骤。

本发明可以实现为一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时导致本发明实施例的方法的步骤被执行。在一个实施例中，所述计算机程序被分布在网络耦合的多个计算机设备或处理器上，以使得所述计算机程序由一个或多个计算机设备或处理器以分布式方式存储、访问和执行。单个方法步骤/操作，或者两个或更多个方法步骤/操作，可以由单个计算机设备或处理器或由两个或更多个计算机设备或处理器执行。一个或多个方法步骤/操作可以由一个或多个计算机设备或处理器执行，并且一个或多个其他方法步骤/操作可以由一个或多个其他计算机设备或处理器执行。一个或多个计算机设备或处理器可以执行单个方法步骤/操作，或执行两个或更多个方法步骤/操作。

本领域普通技术人员可以理解，本发明的方法步骤可以通过计算机程序来指示相关的硬件如计算机设备或处理器完成，所述的计算机程序可存储于非暂时性计算机可读存储介质中，该计算机程序被执行时导致本发明的步骤被执行。根据情况，本文中对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器的示例包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘等。易失性存储器的示例包括随机存取存储器(RAM)、外部高速缓冲存储器等。

以上描述的各技术特征可以任意地组合。尽管未对这些技术特征的所有可能组合进行描述，但这些技术特征的任何组合都应当被认为由本说明书涵盖，只要这样的组合不存在矛盾。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动化装备远程诊断方法，其特征在于，所述自动化装备启动后，按预设方法进行目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压的远程监测，当某一路输入或输出的电流和电压异常时，启动设置于目标自动化装备的主控电路板附近的近红外监测模块，按第二监测周期获取并解析目标自动化装备的主控电路板的红外图像序列，根据解析结果判断主控电路板是否存在异常发热部位以及发热的部位的位置，若存在异常发热部位，输出有关于该异常发热部位的报警信号。

2.根据权利要求1所述的自动化装备远程诊断方法，其特征在于，所述按预设方法进行目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压的远程监测包括：

按第一监测周期获取目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流信号和电压信号并解析得到各路输入和输出的电流数据和电压数据，根据各路输入和输出的电流数据和电压数据以及第一监测周期计算得到各路输入和输出的电流数据与电压数据的比值以及比值变化率，当某一路输入或输出的电流数据与电压数据的比值变化率大于或等于第一预设阈值，判断该路输入或输出的电流和电压异常。

3.根据权利要求1或2所述的自动化装备远程诊断方法，其特征在于，所述按第二监测周期获取并解析目标自动化装备的主控电路板的红外图像序列具体为：

按第二监测周期获取到目标自动化装备的主控电路板的当前帧红外图像，对红外图像进行解析，获得红外图像数据，根据红外图像数据中各点的灰度值确定目标范围并根据按照预设步骤建立目标搜索框，并按预设方法在目标搜索框内建立标记点阵，计算标记点阵中的每个标记点的灰度值并计算得到当前帧红外图像总灰度值，并按上述方法获得下一帧图像的红外图像总灰度值，根据当前帧和下一帧图像的红外图像总灰度值计算得到红外图像总灰度值变化率。

4.根据权利要求1所述的自动化装备远程诊断方法，其特征在于，所述根据解析结果判断主控电路板是否存在异常发热部位以及发热的部位的位置具体为：

在控制模块中预存目标自动化装备的主控电路板的正常工作状态下的红外图像，并预先根据主控电路板的功能模块进行功能模块区域划分并生成功能模块区域图，若当前帧红外图像的目标搜索框的总灰度值大于或等于第二预设阈值，则证明该目标搜索框所指示的区域为异常发热区域，将目标搜索框所指示的区域与与功能模块区域图进行拟合得到异常发热区域的功能模块，输出有关于该功能模块异常发热的轻度报警信号。

5.根据权利要求3所述的自动化装备远程诊断方法，其特征在于，所述根据当前帧和下一帧图像的红外图像总灰度值计算得到红外图像总灰度值变化率还包括：

当红外图像总灰度值变化率超过第三预设阈值，输出有关于该自动化装备严重发热的重度报警信号并切断该自动化装备的电源。

6.根据权利要求4所述的自动化装备远程诊断方法，其特征在于，所述输出有关于该功能模块异常发热的报警信号还包括：

当输出有关于该功能模块异常发热的报警信号后，根据第二监测周期计算得到该功能模块异常发热的持续时间数据，当该功能模块异常发热的持续时间数据大于或等于第四预设阈值，输出有关于该功能模块持续发热的中度报警信号并切断有关于该功能模块的输入和输出的电流和电压信号。

7.根据权利要求3所述的自动化装备远程诊断方法，其特征在于，当所有路输入或输出的电流和电压都无异常时，控制设置于目标自动化装备的主控电路板附近的近红外监测模块处于待机状态。

8.根据权利要求3所述的自动化装备远程诊断方法，其特征在于，当某一路输入或输出的电流数据与电压数据的比值变化率小于第一预设阈值，判断该路输入或输出的电流和电压正常工作。

9.一种自动化装备远程诊断系统，其特征在于，包括：

采集模块，用于进行目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压的采集；

控制模块，用于进行目标自动化装备的主控制电路板的各路输入和输出的电流和电压的远程监测，当某一路输入或输出的电流和电压异常时，启动设置于目标自动化装备的主控电路板附近的近红外监测模块，按第二监测周期获取并解析目标自动化装备的主控电路板的红外图像序列，根据解析结果判断主控电路板是否存在异常发热部位以及发热的部位的位置，若存在异常发热部位，控制报警模块输出有关于该异常发热部位的报警信号；

近红外监测模块，用于获取目标自动化装备的主控电路板的红外图像序列；

报警模块，输出有关于异常发热部位的报警信号。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器；以及处理器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现根据权利要求1至8中任意一项所述的自动化装备远程诊断方法。

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