*安徽农业大学大学生创新基金资助项目(09351) 摘要以电梯故障监控诊断为例,基于 VC.NET 和SQL Server 软件开发了一款电梯故障诊断系统软件,从电梯运行情况出 发,详细阐述了系统的功能模块和架构,并对系统关键技术进行了详细地解释. 关键词:电梯,故障,软件 Abstract The elevator fault detection software is developed based on VC.NET and SQL Server technology.The actual demand from elevator,in view of its characteristic,elaborated the system structural design and the functional design,and emphatically introduced the system core function. Keywords:elevator,failure,software 随着现代化城市的建设发展, 电梯运行的可靠性已成为一 个热点研究问题. 对于电梯故障检测目前基本上以电梯出现故 障时才得以知道,很难通过事先的检测方法得到,目前国内外相 关学者在此方面进行了大量的研究,例如文献[1]基于 VB 开发 语言进行了 GPRS 环境下的远程电梯监控系统开发, 通过对电 梯控制柜进行信号采集, 然后利用 Winsock 控件, 经由 GPRS 数据传输网络实现与远程监控中心的数据交换, 进而在远程监 控中心实现对电梯状态信息的掌握和管理;文献[2]基于嵌入式 ARM 微处理器技术、CAN 总线技术和组态软件 MCGS,设计了 一种适用于不同控制系统的电梯智能监控系统. 综上分析可得 知,目前在电梯监控系统中已经有了一些成果,但从上述文献也 可以得知,这些成果主要集中在电梯性能监控上,对于如何通过 对监控的数据进行分析, 诊断出可能要发生的故障未有深入的 研究. 文中基于 Visual Studio2003(C++语言)编程软件和 SQL Server 2000 数据库软件开发了一套电梯故障诊断系统. 1 系统总体设计 1.1 功能设计 电梯故障诊断系统是基于网络技术对电梯运行状况进行远 程监控、数据管理、故障诊断和统计等功能. 因此该系统的功能 分成四大模块:数据采集、数据传输、数据统计和故障诊断等功 能. 具体来说即是:通过数据采集系统从电梯控制柜里采集电梯 运行信号,通过网络将采集到的数据发送给数据处理终端. 数据 处理终端接收到数据后,经过处理分析电梯产生故障的可能性, 同时保存电梯运行时的数据,以便对其运行性能进行分析. 具体 步骤如下: 1)系统采用数据采集设备对 PLC 控制器进行控制,实现数 据的采集,再通过网络实现数据的采集,在此方面程序设计部分 主要以 winsock 控件实现数据的网络传输; 2)在采集到数据后,根据开发的软件系统对数据进行保存, 存入电梯信息管理数据表中; 3)通过对保存的数据结合事先存储的故障码进行分析,结合 FTA 分析方法进行电梯故障推理; 4)软件除了要具有上述功能外,还要具有一些其他问题,例 如故障信息管理、用户管理、添加用户、修改密码等. 1.2 系统环境 服务器以 Windows 2000 Server 为操作系统,SQL Serv- er 2000 为数据库,.Net Framework 为系统运行平台,IIS5.0 实现. 客户端以 Windows XP 为平台,IE5.5 作为系统的客户配合 MS Office 进行文档的处理. 在开发工具的选取上,系统以 VS. NET 为技术框架 (C++语言编写), 以微软 Visual Studio.NET 2003 作为系统的开发环境. 1.3 界面设计 本软件的界面设计主要遵守以下原则: 1)界面风格统一,内容整洁、有序,如字体、颜色等,如图 1 所示; 2)尽可能采用用户熟悉的界面形式,以方便用户的使用,如 电梯信息查询使用的是 Excel 表格的形式; 3)页面的大小适度,尽可能采用滚动条方式,直接拉下即 可,同时有查询功能,可直接查询. 图1电梯故障 MIS 系统界面 2 关键功能实现 2.1 Winsock 控件的应用 Socket 是一个网络编程接口, 可以适用于不同的网络协 基于 VC.NET 和SQL Server 的电梯故障诊断软件开发* 翟佳翟芸芸 陈黎卿 (安徽农业大学经济技术学院,安徽 合肥 230036) Development of Elevator Fault Detection Software Based on VC .NET and SQL Server 基于 VC.NET 和SQL Server 的电梯故障诊断软件开发 62 《工业控制计算机》2010 年第 23 卷第 10 期议. Windows 环境下使用的 Socket 称为 Windows Socket. 主 要通讯过程主要有:建立 Socket、配置 Socket、连接 Socket 和 收发数据等,具体如下: 1) 连接的协议可使用的 UDP 和TCP 两种, 因为考虑到 UDP 的实时性更高,消耗更低,所以本系统选用 UDP 协议. 2)设置连接的远程主机的 IP 地址; 3)设置远程端口和本机端口是用于通信的端口,设置为不 和已使用端口冲突的即可. 2.2 数据库的建立 通过对系统进行详细分析 后建立了15 个数据表格用于表达整个系统各方面的数据保 存 ,主 要包括用户、电 梯故障、电梯信息、人员信息、接收信号 等方面, 建立各数据表的 E-R 关系图, 图2为电梯基本信息 数据表关系图. 2.3 连接数据库 运用 ADO.NET 中的 SqlDataAdapter 对象与 DataSet 对象中的SqlDataAdapter 对象作为SQL Server 数据库和DataSet 对象的桥梁将两者联系在一起. SqlDataAdapter 对象 包含了两个常用的方法 Fill()方法和 Update()方法. 运用存储过 程对数据表进行处理. 具体源代码如下: public void OpenDataSet() 邀try 邀//通过构造函数传存储过程 StoredProcedure spStoredPro = new StoredProcedure (″spBM_GetYongHu″); / / 数据库连接和执行存储过程 m_dtDataTable = ConnectionPool.GetConnection ().Se- lect(spStoredPro); 妖妖private bool UpdateUserAndPwd(string sLoginName, string sPwd) 邀//将新密码更新到数据库中 StoredProcedure oSp = new StoredProcedure (″ RPT_CHANGE_PASSWORD″); SPParam oPara1 = new SPParam (″@UserName″, sLogin- Name, SPParam.SP_PARA_CHAR, 14); oSp.AddParameter(oPara1); SPParam oPara2 = new SPParam(″@Password″, sPwd, SPParam. SP_PARA_CHAR, 14); oSp.AddParameter(oPara3); ConnectionPool.GetConnection().Update(oSp); 妖2.4 电梯故障树的构建 电梯正常使用中故障率最高的四个系统的为:拖动系统、制 动系统、 门系统和安全回路. 四个系统中故障率最高的为门系 统,用门系统作为事例,门系统中部分故障的子知识库如图 3 所示,包括厅门、轿门和门锁继电器三部分. 图3门系统部分故障树 图3所示的故障树中, 程序推理过程是在树形知识库中找 出一条由根决策点至叶决策点的最佳推理路径. 从已知的电梯 故障数据出发, 利用故障数据与故障树的规则进行规则条件匹 配,采用最短搜索路径的原则自故障树的顶部向下搜索,如果规 则条件匹配正确, 将故障树中可用的规则在知识库中进行标记 形成可用的知识集,进入下一级子决策点,直至搜索出最终的故 障决策点,最终得出系统的故障原因. 2.5 安全策略 系统的安全性是设计人员必须考虑的问题, 本系统采取了 一些专门措施来提高系统的安全性. (1)登录验证 本系统除提供登录页面以保证用户的正常进入外, 还要阻 止用户试图绕过登录页面非正常访问系统. 系统采用了除了正 常的用户名和密码外,还采用了随机码方式进行登陆验证. (2)数据库的安全性 本系统的数据存放在数据库中,其安全性至关重要,主要采 取如下措施: 1)SQL Server 采用与操作系统集成的身份验证机制. 2)充分利用 SQL Server 数据库本身的安全机制,如数据 保密性、数据完整性等. 3)制定完善的备份方案,防止数据的毁坏或丢失. 3 结束语 软件系统采用 Visual C++与SQL Server 相结合的方法设 计出了一款电梯故障检测系统软件,系统造价低,易于维修和推 广,具有较强的实用性,为普及应用需要不断更新和扩充数据库 信息,让诊断系统变得更准确. 参考文献 [1]曹建忠,罗飞,高月芳.Visual Basic 和GPRS 环境下的电梯远程监 控系统[J].电梯工业,2006,7(2):26-28 [2]张利娜,黄娟丽,李少纲.基于 ARM 微处理器的电梯智能监控系统的 设计[J].电工电气,2009(1):25-27 [3]任诗波,吕嘉宾,陈则来.基于网络通讯的电梯远程故障诊断系统 [J].机电工程技术,2009,38(1):58-59 [收稿日期:2010.5.19] 图2电梯信息 E-R 图示例 欢迎到当地邮局订阅 2011 年我刊《工业控制计算机》,订阅代号:28-60,月刊,定价:10.00 元/期. 投稿可直接发往邮箱:ipcm_nj@163.com,投稿详细要求请参见我刊网站(www.ipcm.com.cn)"稿件征集"频道. 欢迎订阅 投稿 63
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*安徽农业大学大学生创新基金资助项目(09351) 摘要以电梯故障监控诊断为例,基于 VC.NET 和SQL Server 软件开发了一款电梯故障诊断系统软件,从电梯运行情况出 发,详细阐述了系统的功能模块和架构,并对系统关键技术进行了详细地解释. 关键词:电梯,故障,软件 Abstract The elevator fault detection software is developed based on VC.NET and SQL Server technology.The actual demand from elevator,in view of its characteristic,elaborated the system structural design and the functional design,and emphatically introduced the system core function. Keywords:elevator,failure,software 随着现代化城市的建设发展, 电梯运行的可靠性已成为一 个热点研究问题. 对于电梯故障检测目前基本上以电梯出现故 障时才得以知道,很难通过事先的检测方法得到,目前国内外相 关学者在此方面进行了大量的研究,例如文献[1]基于 VB 开发 语言进行了 GPRS 环境下的远程电梯监控系统开发, 通过对电 梯控制柜进行信号采集, 然后利用 Winsock 控件, 经由 GPRS 数据传输网络实现与远程监控中心的数据交换, 进而在远程监 控中心实现对电梯状态信息的掌握和管理;文献[2]基于嵌入式 ARM 微处理器技术、CAN 总线技术和组态软件 MCGS,设计了 一种适用于不同控制系统的电梯智能监控系统. 综上分析可得 知,目前在电梯监控系统中已经有了一些成果,但从上述文献也 可以得知,这些成果主要集中在电梯性能监控上,对于如何通过 对监控的数据进行分析, 诊断出可能要发生的故障未有深入的 研究. 文中基于 Visual Studio2003(C++语言)编程软件和 SQL Server 2000 数据库软件开发了一套电梯故障诊断系统. 1 系统总体设计 1.1 功能设计 电梯故障诊断系统是基于网络技术对电梯运行状况进行远 程监控、数据管理、故障诊断和统计等功能. 因此该系统的功能 分成四大模块:数据采集、数据传输、数据统计和故障诊断等功 能. 具体来说即是:通过数据采集系统从电梯控制柜里采集电梯 运行信号,通过网络将采集到的数据发送给数据处理终端. 数据 处理终端接收到数据后,经过处理分析电梯产生故障的可能性, 同时保存电梯运行时的数据,以便对其运行性能进行分析. 具体 步骤如下: 1)系统采用数据采集设备对 PLC 控制器进行控制,实现数 据的采集,再通过网络实现数据的采集,在此方面程序设计部分 主要以 winsock 控件实现数据的网络传输; 2)在采集到数据后,根据开发的软件系统对数据进行保存, 存入电梯信息管理数据表中; 3)通过对保存的数据结合事先存储的故障码进行分析,结合 FTA 分析方法进行电梯故障推理; 4)软件除了要具有上述功能外,还要具有一些其他问题,例 如故障信息管理、用户管理、添加用户、修改密码等. 1.2 系统环境 服务器以 Windows 2000 Server 为操作系统,SQL Serv- er 2000 为数据库,.Net Framework 为系统运行平台,IIS5.0 实现. 客户端以 Windows XP 为平台,IE5.5 作为系统的客户配合 MS Office 进行文档的处理. 在开发工具的选取上,系统以 VS. NET 为技术框架 (C++语言编写), 以微软 Visual Studio.NET 2003 作为系统的开发环境. 1.3 界面设计 本软件的界面设计主要遵守以下原则: 1)界面风格统一,内容整洁、有序,如字体、颜色等,如图 1 所示; 2)尽可能采用用户熟悉的界面形式,以方便用户的使用,如 电梯信息查询使用的是 Excel 表格的形式; 3)页面的大小适度,尽可能采用滚动条方式,直接拉下即 可,同时有查询功能,可直接查询. 图1电梯故障 MIS 系统界面 2 关键功能实现 2.1 Winsock 控件的应用 Socket 是一个网络编程接口, 可以适用于不同的网络协 基于 VC.NET 和SQL Server 的电梯故障诊断软件开发* 翟佳翟芸芸 陈黎卿 (安徽农业大学经济技术学院,安徽 合肥 230036) Development of Elevator Fault Detection Software Based on VC .NET and SQL Server 基于 VC.NET 和SQL Server 的电梯故障诊断软件开发 62 《工业控制计算机》2010 年第 23 卷第 10 期议. Windows 环境下使用的 Socket 称为 Windows Socket. 主 要通讯过程主要有:建立 Socket、配置 Socket、连接 Socket 和 收发数据等,具体如下: 1) 连接的协议可使用的 UDP 和TCP 两种, 因为考虑到 UDP 的实时性更高,消耗更低,所以本系统选用 UDP 协议. 2)设置连接的远程主机的 IP 地址; 3)设置远程端口和本机端口是用于通信的端口,设置为不 和已使用端口冲突的即可. 2.2 数据库的建立 通过对系统进行详细分析 后建立了15 个数据表格用于表达整个系统各方面的数据保 存 ,主 要包括用户、电 梯故障、电梯信息、人员信息、接收信号 等方面, 建立各数据表的 E-R 关系图, 图2为电梯基本信息 数据表关系图. 2.3 连接数据库 运用 ADO.NET 中的 SqlDataAdapter 对象与 DataSet 对象中的SqlDataAdapter 对象作为SQL Server 数据库和DataSet 对象的桥梁将两者联系在一起. SqlDataAdapter 对象 包含了两个常用的方法 Fill()方法和 Update()方法. 运用存储过 程对数据表进行处理. 具体源代码如下: public void OpenDataSet() 邀try 邀//通过构造函数传存储过程 StoredProcedure spStoredPro = new StoredProcedure (″spBM_GetYongHu″); / / 数据库连接和执行存储过程 m_dtDataTable = ConnectionPool.GetConnection ().Se- lect(spStoredPro); 妖妖private bool UpdateUserAndPwd(string sLoginName, string sPwd) 邀//将新密码更新到数据库中 StoredProcedure oSp = new StoredProcedure (″ RPT_CHANGE_PASSWORD″); SPParam oPara1 = new SPParam (″@UserName″, sLogin- Name, SPParam.SP_PARA_CHAR, 14); oSp.AddParameter(oPara1); SPParam oPara2 = new SPParam(″@Password″, sPwd, SPParam. SP_PARA_CHAR, 14); oSp.AddParameter(oPara3); ConnectionPool.GetConnection().Update(oSp); 妖2.4 电梯故障树的构建 电梯正常使用中故障率最高的四个系统的为:拖动系统、制 动系统、 门系统和安全回路. 四个系统中故障率最高的为门系 统,用门系统作为事例,门系统中部分故障的子知识库如图 3 所示,包括厅门、轿门和门锁继电器三部分. 图3门系统部分故障树 图3所示的故障树中, 程序推理过程是在树形知识库中找 出一条由根决策点至叶决策点的最佳推理路径. 从已知的电梯 故障数据出发, 利用故障数据与故障树的规则进行规则条件匹 配,采用最短搜索路径的原则自故障树的顶部向下搜索,如果规 则条件匹配正确, 将故障树中可用的规则在知识库中进行标记 形成可用的知识集,进入下一级子决策点,直至搜索出最终的故 障决策点,最终得出系统的故障原因. 2.5 安全策略 系统的安全性是设计人员必须考虑的问题, 本系统采取了 一些专门措施来提高系统的安全性. (1)登录验证 本系统除提供登录页面以保证用户的正常进入外, 还要阻 止用户试图绕过登录页面非正常访问系统. 系统采用了除了正 常的用户名和密码外,还采用了随机码方式进行登陆验证. (2)数据库的安全性 本系统的数据存放在数据库中,其安全性至关重要,主要采 取如下措施: 1)SQL Server 采用与操作系统集成的身份验证机制. 2)充分利用 SQL Server 数据库本身的安全机制,如数据 保密性、数据完整性等. 3)制定完善的备份方案,防止数据的毁坏或丢失. 3 结束语 软件系统采用 Visual C++与SQL Server 相结合的方法设 计出了一款电梯故障检测系统软件,系统造价低,易于维修和推 广,具有较强的实用性,为普及应用需要不断更新和扩充数据库 信息,让诊断系统变得更准确. 参考文献 [1]曹建忠,罗飞,高月芳.Visual Basic 和GPRS 环境下的电梯远程监 控系统[J].电梯工业,2006,7(2):26-28 [2]张利娜,黄娟丽,李少纲.基于 ARM 微处理器的电梯智能监控系统的 设计[J].电工电气,2009(1):25-27 [3]任诗波,吕嘉宾,陈则来.基于网络通讯的电梯远程故障诊断系统 [J].机电工程技术,2009,38(1):58-59 [收稿日期:2010.5.19] 图2电梯信息 E-R 图示例 欢迎到当地邮局订阅 2011 年我刊《工业控制计算机》,订阅代号:28-60,月刊,定价:10.00 元/期. 投稿可直接发往邮箱:ipcm_nj@163.com,投稿详细要求请参见我刊网站(www.ipcm.com.cn)"稿件征集"频道. 欢迎订阅 投稿 63