万新峰

（德州科技职业学院，山东 德州 251200）

随着互联网信息时代的到来，信息采集系统得到了广泛的应用，它可以从互联网上采集任意网页的信息，并按照用户要求进行分析、提取和整理后，存放到指定的数据库中，具有采集效率高、实时性强、精准可靠等优点[1]。但是由于信息采集系统的特殊性，存在多层级、多节点的系统结构，受外界因素和设备故障的影响，容易发生异常故障，而采集系统故障可能发生在任一节点，想要对故障精准定位难度较大[2]。主要是缺乏诊断的准确性和安全性，因此采用信息融合技术作为采集系统故障诊断技术，利用动态分布式求解的方法，将不同体系的知识源进行自动分析，综合处理故障信息，实时完成采集系统故障诊断与处理，使全局系统处于绝对安全的一个范围内。将故障诊断技术融入到信息采集系统中，可以及时有效地进行信息的采集获取和故障诊断，能够适用于各种采集难度较大的庞大信息采集系统，为社会各个领域信息采集系统故障诊断提供了有利的保障。

1 信息采集系统异常原因研究

1.1 盗窃信息行为

常有一些不法分子利用阻止、偷盗等手段，对计算机信息系统进行删除、修改、干扰等破坏行为，导致信息采集系统无法正常存储、处理与传输，出现运行慢、不计量等异常情况，严重危害信息采集系统的正常运行[3]。

1.2 信息采集系统干扰

信息采集系统在运行过程中，设备因各种因素影响会产生噪音、谐波等干扰因素，影响采集系统采集的正确性，导致产生系统信息采集出现误差。同时设备因长期受干扰因素的影响，不仅会影响采集系统运行的稳定状态，还会降低系统设备的使用寿命[4]。

1.3 信息采集系统故障

由于信息采集系统是由各种复杂的、不同功能的设备组成，设备与设备之间相互作用、相互耦合，因此导致采集系统发生故障的原因较多。如系统设备存在设计、安装不合理、质量差，或者长期处于恶劣潮湿等外界环境下，都会造成信息采集系统发生异常故障，严重影响采集系统的精准性和可靠性。

2 信息采集系统故障诊断

2.1 信息聚类处理

根据信息采集系统结构特点，采取对指标数据信息分层聚类的处理方法，以信息到达的频率动态来计算信息的特性和产生价值，算法具有较好的伸缩性。利用聚类核心点进行对比，合理控制信息流传输的历史信息的延迟和遗忘度，可以快速分析系统的异常故障，通过对连续到来的新信息进行连接，从而建立一种新的密度连接方式[5]。当一个新的信息点到来时，就会产生一种新的密度连接，会存在以下几种不同状态：

（1）异常信息：当新到达信息在邻域内没有核心点时，那么将该信息标记为异常信息。

（2）生成新的聚类：当新到达的信息是一个核心点，而且不属于任何一个聚类，在满足核心点的密度标准时，则可创建一个新的聚类。

（3）并入现有聚类：当有一个到达的新信息点满足某个聚类核心点密度时，那么将该信息加入此聚类中。

（4）合并多个聚类：当信息点加入后，满足与相邻聚类之间核心点的密度要求，就可并为一个新的聚类。

在信息聚类过程中，由于新的信息持续不断地输入，需对存在的历史信息设置延迟，并对无用的信息进行批量删除，以新的信息替换这些历史信息。在新的信息重新计算聚类过程中，根据历史信息对聚类影响，设置延迟因子来表示影响程度，当延迟因子为1时，表示历史信息和新信息具有同等影响，如果延迟因子为0时，则忽略历史信息，这部分历史信息将被新的信息所替换，随着新信息到达一定规模后，就会形成新聚类。采用聚类分析可以对信息采集系统中的每一条信息进行记录、分类选取和归一化处，快速有效的诊断和修复采集系统的异常故障。

2.2 诊断步骤设计

信息采集系统的诊断步骤可以分层次设计，通过PLC逻辑控制器对故障信息分别进行层次流程的诊断，将故障位置点正确输入，并对最底层故障信息近可能多地输入，以利于信息的比对，从而快速有效地检测到正确的故障信息。在对系统故障点存在的故障进行分析，记录故障点，提取特征进行模拟量诊断，并采取串行通信的处理对策，直到设备状态恢复正常。

2.2.1 记录故障点

根据PLC内部寄存器所接收到故障检测点的状态信息，记录故障点程序中的存储器将故障信息进行记录与存储，记录存储器具有多位性质，可以同时记录多种故障的信息。由于采集系统设备相互连接的特点，当某个设备发生故障时常常会引发其它设备出现异常，在各种因素影响下一个故障点会同时引发多个位置发生故障现象，因此在记录故障点的时候，要先找到最先发生的故障点，再对其它故障位置进行分析判断。

2.2.2 物理参量转变为数值参量

采用模拟量故障诊断方法将接收的故障信号转化为数值，对系统允许范围内的最大值与最小值相互比较，根据最大值与最小值与实际系统运行的参数变化进行判断，如果数值在极限值范围之内，则表示该设备没有故障，当数值超过极限值范围，就表示该设备出现故障，应立即采取正确有效的处理措施，确保系统稳定正常的运行。

2.2.3 通过串行通信进行显示

串行通信是利用串口实时显示诊断信息和信号值，对上位机终端界面发送读取故障，根据回复的显示来进行诊断，准确性高、响应速度快。通过快速读取PLC逻辑控制器存储的故障信息，并使用Host Link方式将上位机与一台或多台PLC进行链接，实现串行通信，PLC将接收的来自上位计算机发送的命令帧进行存储并立刻做出响应。上位计算机通过对PLC的控制来获取故障的信息，无论系统设备是否存在故障现象，PLC都会自动的向上位计算机作出信息反馈。

在信息采集系统异常运行诊断流程中，首先要在系统初始化完成网络联网配置后进行系统采集任务，然后对采集完的每一帧信息进行添加时标并打包，最后进行信息发送。信息采集是在连续不断循环状态下完成采集与传输，相关服务器将接收到的信息进行分析、整理和挖掘，从而诊断信息采集系统是否存在运行故障。

PLC作为采集系统的可编程逻辑控制系统，通过下载故障诊断技术的编辑程序，可以正确读取系统上的各种信息，并对程序语言进行优化，具有功能完善、可靠性高、抗干扰能力强等优点。在组件的配置上质量优、适用性强，特别是连接信息采集的设备，采用的是具有光纤环的网络，可以在组件内部进行网络传输，信息传输速度快，可实时对采集系统进行监视，一旦发现故障自动报警，并及时采取处理措对系统设备故障进行修复，保证了采集系统运行的通畅和稳定。

3 结语

面对当今信息时代下巨大信息量和复杂的采集环境，信息采集系统的故障诊断技术至关重要。利用信息采集系统故障诊断技术可以及时诊断出系统设备存在的故障，诊断效率高，精准性强，节省了人力物力的经济成本，确保信息采集系统安全可靠的运行。通过将信息融合技术与故障诊断技术相结合，将繁琐的信息资源分解成若干个相对简单信息单元，从而高效合理诊断系统故障发生的原因，制定正确有效的故障修复策略，为信息采集系统的安全运行起到了重要的保护作用。