如何通過云定位工程機(jī)械故障?

摘要：目前CAN-bus總線技術(shù)在工程機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用非常成熟，但是現(xiàn)場(chǎng)遇到故障問題，尤其是偶發(fā)性故障，依舊非常棘手。ZLG針對(duì)目前工程機(jī)械行業(yè)存在的痛點(diǎn)，提出一套切實(shí)可行的解決方案，助力工程機(jī)械行業(yè)進(jìn)程。

一、ZWS-CAN智慧云如何賦能工程機(jī)械?

1. CAN-bus總線在工程機(jī)械中的應(yīng)用

如圖 1所示，中國(guó)作為“基建狂魔”，工程機(jī)械被廣泛應(yīng)用于城鄉(xiāng)道路、城市基礎(chǔ)設(shè)施、國(guó)防、水利、電力、交通運(yùn)輸、能源工業(yè)等多領(lǐng)域建設(shè)。近幾年，在國(guó)內(nèi)各大知名企業(yè)帶頭下，改變傳統(tǒng)的作業(yè)方式和動(dòng)力方式，在國(guó)內(nèi)開始工程機(jī)械的電動(dòng)化、智能化、無人化部署，開發(fā)基于大數(shù)據(jù)的故障診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械平臺(tái)化管理。

圖 1 工程機(jī)械裝備

由于CAN-bus總線的可靠性和實(shí)時(shí)性，目前CAN-bus總線技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械中，裝備系統(tǒng)中大都以CAN數(shù)據(jù)總線為通訊基礎(chǔ)，如圖 2所示，電子控制單元之間通過CAN數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，通過控制程序保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)可靠有效的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械安全、可靠、高效的運(yùn)行。

圖 2 CAN總線在工程機(jī)械的應(yīng)用

隨著工程機(jī)械電動(dòng)化和無人化的推進(jìn)，系統(tǒng)內(nèi)部的CAN節(jié)點(diǎn)會(huì)變多，測(cè)試場(chǎng)景及故障排查難度會(huì)增加。為了更好的平臺(tái)化管理及測(cè)試工程機(jī)械設(shè)備，CAN-bus數(shù)據(jù)上云的需求日益增強(qiáng)。ZLG針對(duì)該行業(yè)內(nèi)需求，提供ZWS-CAN針對(duì)CAN數(shù)據(jù)的云平臺(tái)，配套相應(yīng)產(chǎn)品即可實(shí)現(xiàn)CAN數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程透?jìng)鳌?

2. ZWS-CAN如何降低工程機(jī)械測(cè)試及故障排查難度?

工程機(jī)械上的CAN數(shù)據(jù)總線控制技術(shù)較為成熟，其控制軟件應(yīng)用層不易出現(xiàn)故障，其故障一般都是由CAN總線物理層以及數(shù)據(jù)鏈路層出現(xiàn)問題引起。

工程機(jī)械裝備系統(tǒng)內(nèi)部CAN節(jié)點(diǎn)眾多，若現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)CAN通訊故障，通常需要工程師帶著諸如USBCAN卡等測(cè)試工具去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行排查。如果是常規(guī)的故障問題，現(xiàn)場(chǎng)工程師定位故障相對(duì)比較容易。倘若現(xiàn)場(chǎng)故障問題是偶發(fā)性的，工程師大多情況是需要一天，甚至一個(gè)月在現(xiàn)場(chǎng)去抓取并復(fù)現(xiàn)故障問題，隨著工程機(jī)械裝備向智能化、無人化方向發(fā)展，這種方式去排查故障問題，只會(huì)周期更長(zhǎng)、成本更高。

對(duì)故障進(jìn)行合理的數(shù)據(jù)采集、分析和判斷，才能有效排除故障，獲得滿意的排查結(jié)果。如圖 3所示，ZLG針對(duì)此痛點(diǎn)，推出CANDTU產(chǎn)品，只需要將該產(chǎn)品掛入到CAN網(wǎng)絡(luò)中，即可將CAN總線上的數(shù)據(jù)完整的在本地記錄下來，工程師可以很方便的復(fù)現(xiàn)偶發(fā)故障，進(jìn)而更快的定位問題。另外，工程師也可以通過4G遠(yuǎn)程獲取現(xiàn)場(chǎng)記錄CAN數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)千里之外不費(fèi)吹灰之力復(fù)現(xiàn)故障情景，給工程師帶來極大的便利。

圖 3 CANDTU產(chǎn)品上云示意圖

工程機(jī)械裝備在測(cè)試階段遇到問題時(shí)，測(cè)試人員很難去分析現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的狀況或者判斷裝備運(yùn)行狀態(tài)是否良好，尤其是某些特種工程機(jī)械，應(yīng)用在高原地區(qū)或者極寒地區(qū)，都會(huì)使得測(cè)試難度增加。通常情況下，通過對(duì)裝備CAN報(bào)文的分析才可以直觀了解系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的情況，進(jìn)而進(jìn)一步反饋優(yōu)化系統(tǒng)。如圖 4所示，ZWS-CAN云端能夠獲取CAN數(shù)據(jù)，也可以獲取到CAN網(wǎng)絡(luò)通信的錯(cuò)誤幀，便于工程師測(cè)試分析。工程師可以遠(yuǎn)程下達(dá)控制命令，極大程度上降低了工程機(jī)械測(cè)試門檻。

圖 4 ZWS-CAN平臺(tái)抓取錯(cuò)誤幀

二、CAN-bus數(shù)據(jù)記錄CANDTU系列

ZLG致遠(yuǎn)電子推出CAN網(wǎng)絡(luò)總線“黑匣子”，我們稱之為CANDTU。如圖 5所示，測(cè)試人員可以使用CANDTU記錄測(cè)試階段的CAN報(bào)文數(shù)據(jù)，以便對(duì)裝備進(jìn)行整體故障診斷。

圖 5 CANDTU系列產(chǎn)品示意圖

1. CANDTU產(chǎn)品性能如下：

· 集成2路或4路符合ISO11898標(biāo)準(zhǔn)的獨(dú)立CAN通道;

· 標(biāo)配存儲(chǔ)介質(zhì)32G高速SD卡，支持長(zhǎng)時(shí)間記錄、條件記錄、預(yù)觸發(fā)記錄等多種記錄模式，可以進(jìn)行大數(shù)據(jù)存儲(chǔ);

· 支持ASC、CSV等多種記錄數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式轉(zhuǎn)換，方便后期軟件分析;

· 通過嚴(yán)格的抗震動(dòng)、抗沖擊測(cè)試 ，滿足工業(yè)用戶需求;

· 具備2路DI記錄和2路DO報(bào)警輸出;

· 支持GPS定位，4G通信實(shí)時(shí)上傳云端，通過手機(jī)等終端實(shí)時(shí)查看汽車定位、儀表、油溫油壓情況。

2. ZWS-CAN智慧云

ZLG致遠(yuǎn)電子提供ZWS-CAN智慧云解決方案，通過CANDTU系列產(chǎn)品的4G通訊連接云端服務(wù)器，將CAN報(bào)文數(shù)據(jù)回顯復(fù)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行故障診斷。那么，ZWS-CAN智慧云能夠?yàn)楣こ虣C(jī)械提供哪些特色服務(wù)和功能?接下來做簡(jiǎn)單介紹。

3. 多場(chǎng)景透?jìng)鳎髷?shù)據(jù)上云

如圖 6所示，CANDTU-400EWGR可針對(duì)不同工業(yè)場(chǎng)景的CAN總線數(shù)據(jù)進(jìn)行同步監(jiān)聽和實(shí)時(shí)采集，通過4G通信將數(shù)據(jù)上傳到指定的云端服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)云同步。用戶可通過平板、手機(jī)等移動(dòng)終端登錄云，實(shí)時(shí)查看云平臺(tái)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)“設(shè)備+云端+終端”模式下的大數(shù)據(jù)全方位處理。

圖 6 CANDTU數(shù)據(jù)上云

4. 云端曲線，CAN報(bào)文可視化分析

ZWS-CAN智慧云能夠?qū)崿F(xiàn)DBC的可視化分析，結(jié)合豐富多彩的圖形控件，及時(shí)進(jìn)行CAN(FD)數(shù)據(jù)的可視化展示，直觀分析運(yùn)行情況，如圖 7所示能夠?qū)π盘?hào)值進(jìn)行顯示和信號(hào)跟蹤。

圖 7 CAN報(bào)文可視化分析

5. 支持車載UDS診斷

如圖 8所示，用戶可以通過ZWS-CAN云端服務(wù)器，直接對(duì)車輛進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的UDS診斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的監(jiān)控。

圖 8 遠(yuǎn)程車載UDS診斷

6. 支持北斗/GPS定位

如圖 9所示，登陸ZWS-CAN云端服務(wù)器可以進(jìn)行地圖可視化的定位，實(shí)時(shí)顯示車輛運(yùn)行速度，對(duì)車輛運(yùn)行軌跡進(jìn)行記錄存儲(chǔ)。定位精度在2m左右，對(duì)故障分析定位有較高的可信度。

圖 9 GPS定位功能

7. 自定義測(cè)試腳本

如圖 10所示，ZWS-CAN云端服務(wù)器支持自定義測(cè)試腳本，通過編輯器與執(zhí)行器功能，可以進(jìn)行發(fā)送、等待、校驗(yàn)、校驗(yàn)響應(yīng)等動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化測(cè)試，方便用戶遠(yuǎn)程測(cè)試車輛性能。

圖 10 自定義腳本