1、需求
目前我在从事电控系统软件开发相关工作,需要构建故障事件处理功能模块(类似博世的故障处理功能模块),因此想搭建一个扩展性强,功能完备的故障事件处理功能模块。主要功能包括:故障检查与确认,故障记录,故障处理。主要包括:故障码,故障等级,故障出发阈值,故障触发事件,故障治愈阈值,故障治愈事件,故障记录,故障FID。
以上功能基于simulink进行构建。希望能够提供整个模块功能的架构设计和实现方法。
1.架构设计
(1)整体架构设计:故障事件处理功能模块可以分为三个主要部分:故障检查与确认、故障记录和故障处理。其中,故障检查与确认部分包括故障码、故障等级和故障出发阈值等信息的获取和判断;故障记录部分主要记录故障发生的时间、位置等信息;故障处理部分根据故障等级和具体情况采取不同的措施,比如报警、降速、关闭系统等。整个模块的架构设计如下图所示:
(2)模块设计:根据整体架构设计,可以将模块设计为三个部分:故障检查与确认模块、故障记录模块和故障处理模块。具体功能如下:
故障检查与确认模块:
故障码获取:从车辆控制系统中获取故障码信息。
故障等级判断:根据故障码和故障等级规则,判断故障的等级。
故障出发阈值获取:从控制系统中获取故障出发阈值。
故障记录模块:
故障记录:记录故障发生的时间、位置等信息。
故障FID:根据故障码和故障等级,生成故障FID。
故障处理模块:
报警处理:根据故障等级和具体情况,选择报警方式(语音、图像等)。
降速处理:根据故障等级和具体情况,选择降速方式。
关闭系统处理:根据故障等级和具体情况,选择关闭系统方式。
2.实现方法
(1)故障检查与确认模块实现方法:
使用Simulink的Signal Builder模块,生成模拟的控制信号输入,模拟车辆控制系统中的故障码信息和故障出发阈值信息。再使用Simulink的Stateflow模块,对输入信号进行判断和处理,得到故障等级和确认信息。块,根据故障等级和具体情况选择报警方式、降速方式或关闭系统方式。选择报警方式可以使用Simulink的Audio Player模块和Speaker模块;选择降速方式可以使用Simulink的Throttle模块;选择关闭系统方式可以使用Simulink的Enable模块。
总体来说,实现方法的具体细节还需要根据您的具体需求和系统环境来进行调整和修改。同时,对于该模块的扩展性要求高,建议您采用模块化设计,将各个模块之间的接口设计好,便于后续功能的扩展和维护。
(2)故障记录模块实现方法:
使用Simulink的Stateflow模块,记录故障发生的时间、位置等信息。使用Matlab语言处理故障码和故障等级,生成故障FID。
(3)故障处理模块实现方法:
使用Simulink的Stateflow模
对于故障检查与确认:
设计一个故障检测模块,用于监测系统的各个部件和传感器状态,检测是否出现故障。
定义故障码,用于标识不同类型的故障。可以使用一个故障码库进行管理,其中包含故障码的详细描述和建议的处理方法。
当故障被检测到时,生成相应的故障事件,并记录故障码。
对于故障记录:
设计一个故障记录模块,用于存储故障事件的相关信息,包括故障码、故障等级、故障触发事件等。
可以使用数据库或文件系统来存储和管理故障记录。每个故障记录应该包含足够的信息,以便后续的故障处理和分析。
对于故障处理:
定义故障等级,根据故障的严重程度进行分类,以确定故障的处理优先级。
设计一个故障处理模块,用于根据故障码和故障等级,执行相应的故障处理策略。
故障处理策略可以包括发送警报通知、采取自动化控制措施、建议操作员采取特定的维修步骤等。
根据故障的触发事件和治愈事件,记录故障处理的过程和结果。
对于故障FID(Failure Identification):
设计一个故障诊断模块,用于根据故障事件和系统状态信息,进行故障的识别和定位。
故障诊断可以基于规则、模型或机器学习算法进行,根据具体的需求和系统特点选择合适的方法。
故障诊断结果可以作为故障记录的一部分,用于后续的故障分析和改进。
在Simulink中实现上述功能,可以按照以下步骤进行:
使用Simulink构建故障检测模块:
根据系统的结构和传感器信息,设计模块来检测系统部件和传感器的状态。
在Simulink中使用相应的信号处理和逻辑模块来实现故障检测算法。
将故障检测结果映射到相应的故障码,并生成故障事件
使用Simulink构建故障记录模块:
设计一个数据结构来存储故障记录的信息,包括故障码、故障等级、故障触发事件等。
在Simulink中创建一个故障记录模块,用于接收故障事件并将其存储到故障记录数据结构中。
确定存储故障记录的方式,可以选择使用Simulink中的数据存储模块(如Memory或Data Store)或导出数据到外部数据库或文件系统。
使用Simulink构建故障处理模块:
定义故障等级和相应的处理策略。
在Simulink中设计一个故障处理模块,该模块根据故障码和故障等级执行相应的处理操作。
处理操作可以包括发送警报通知、控制系统行为或生成建议的维修步骤等。
故障处理模块可以与其他控制逻辑和动作模块集成,以实现自动化的故障处理。
使用Simulink构建故障诊断模块:
根据故障诊断的需求,选择适当的方法,如基于规则、模型或机器学习的故障诊断算法。
在Simulink中实现故障诊断模块,该模块接收故障事件和系统状态信息,并输出故障诊断结果。
故障诊断结果可以与故障记录模块集成,用于故障分析和改进。
需要注意的是,以上步骤仅为一种可能的实现方法。根据具体的系统要求和技术限制,可能需要进行一些调整和优化。另外,确保对所使用的Simulink模块和工具的熟悉程度,以便有效地实现所需的功能。
再补充一些问题如下:
故障分析和统计功能:增加故障数据的分析和统计功能,可以帮助了解系统中频繁发生的故障类型和趋势,以便进行故障预防和改进措施的制定。
用户界面和可视化:设计一个用户友好的界面,用于显示和管理故障事件、故障记录和诊断结果。可提供图表、报表和实时监控等功能,方便用户查看和分析故障信息。
配置和定制性:考虑到不同系统的特点和需求,提供配置和定制选项,使用户能够根据实际情况定义故障码、故障等级、故障处理策略等。这样可以增加模块的灵活性和适应性。
远程访问和通信:如果系统需要远程访问或与其他系统进行通信,可添加相应的功能模块和通信协议,以便实现远程故障监测、远程故障处理和远程故障记录的功能
日志和审计功能:实现故障事件的日志记录和审计功能,以便跟踪故障处理过程、记录相关操作和决策,以及满足监管或法规要求。
故障事件优先级和时间处理:根据故障的严重程度和影响,为故障事件设定优先级,并在故障处理模块中考虑时间敏感性,以确保紧急故障能够得到及时处理。
故障事件通知和报警:设计故障事件通知和报警功能,可以通过邮件、短信或其他通信方式向相关人员发送故障信息,以便及时响应和处理。
自动化测试和验证:为故障事件处理功能模块设计自动化测试和验证方法,以确保其正确性和可靠性。
这些是一些可能的补充和完善的方面,具体应根据项目需求、系统规模和资源可用性来决定。