彭彩平

摘 要：采用各种智能化技术实现负责系统和其他系统的控制目标，具有强大生命力的新型自动控制技术。专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的应用程序，应用人工智能技术和计算机技术，根据莫领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家才能处理好的复杂程序问题。

关键词：专家系统；智能控制

1 引言

由于电子技术的高速发展，电梯控制技术也发生了很大的变革，由以前的简单的继电器--接触器控制发展成为可编程程序控制器（PLC）控制和微机控制，而微机控制技术现在更是得到了长足的发展，使电梯运行速度、质量和可靠性都有了很大的提高。为了减少在现场的接线和调试时间，电梯控制柜都是先按照要求在厂里接好并调试好，但微机电梯控制柜的参数众多，接线复杂，传统的人工查找故障和处理故障的方式就越来越不适应了，为了减少工人的调试时间，提高工作效率，设计了一个电梯测试平台，以模拟电梯在现场运行所需要的各种信号，同时建立了一个专家系统，用于测试时的在线监测以及实时故障的诊断。

2 系统结构

该故障诊断专家系统以研华工控机为主机，它主要功能是通过软件模拟电梯运行现场的各种信号，对电梯控制柜的端口状态进行监测利用5块研祥的PCL-722直接和工控机的总线相连，通过软件设置各个通道的I/O状态配合相应的输入/输出端口板直接与电梯控制柜的端口相连，完成数据的实时采集和发送，采集的实时数据送给故障诊断专家系统的数据库中，故障诊断专家系统根据现场的实时数据对电梯控制柜当前的状态进行监控和诊断。

3 电梯故障诊断专家系统的结构

本故障诊断专家系统主要由知识库、实时数据库、推理机、知识获取机制、解释机制、人机接口和系统数据接口7个部分组成。

知识获取是将人类专家获取领域知识并将其转化为知识库的过程，是建造专家系统的主要困难阶段，而知识库的质量直接决定了专家系统解决问题的能力。因此，知识获取是建造专家系统的瓶颈问题。知识的自动获取是未来专家系统进一步研究的方向，目前主要采用领域专家和知识工程师相结合的人工获取知识方式。采用工厂调试专家向知识工程师提供故障时端口的状态和目前故障的类型以及它们之间的相互关系等领域知识，同时知识工程师现场调试获取故障信息，知识工程师对这些信息进行分析和处理，建立合适的结构和规则，最终变成知识系统接受的知识表示形式，设计出专家知识库，同时在实际的测试过程中，如果没有发现适合的知识，则对知识库进行必要的完善，以达到真正的实用、好用为止。

在建造故障诊断专家系统的过程中，其大量的工作就是要设计和建造好诊断知识库。设计和建造好诊断知识库的第一步是：从领域专家那里获取诊断知识，作为知识获取。第二步是：将获取的知识进行编码，把知识按一定的结构存人计算机而形成知识库。

知识库存放问题求解需要的领域知识，知识的种类一般包括作为专家经验的判断性知识，以及描述各种事实的知识。知识的表示形式是多样的，包括产生式规则表示法，语义网络表示法，框架表示法，概念表示法等。专家系统的利用以拥有知识为前提，而知识在系统中有一定的表达模式。在本系统中，系统的知识由诊断知识构成，知识的表示采用框架表示法。系统主要由两个框架所组成，一个是故障框架，一个是判断规则框架。故障框架主要包括故障名称槽，电梯控制柜各端口当前状态槽，判断故障规则槽。判断规则框架主要有判断规则正文，故障原因，解决故障的方法。框架容易由面向对象方法设计和实现。

推理机是专家系统的另一核心。推理机实质上是一组计算机程序，其主要功能是协调控制整个系统，决定如何选用知识库中的有关知识，对电梯故障进行判断推理。

电梯的故障有两类，一类使电梯禁用，即使故障排除，也必须由维修人员到现场使电梯控制柜恢复正常，另一类是使电梯不禁用，故障解除后，电梯控制柜能自动的正常运行。根据电梯控制柜故障的特点，采用深度优先的搜索策略，利用正向端口数据推理和逆向目标推理相结合的方式，快速查找故障原因。

在实际测试的时候，如果电梯控制柜端口不正常，则根据当前的电梯控制柜状态，得出出现故障的名称，然后根据故障名称查找故障判断规则，根据置信度的大小从大到小查找，找到对应的错误，则系统立即通过对话框的方式提示给测试人员，并同时将故障方式的时间和原因写进故障数据库。

测试的电梯控制柜在运行过程中如果出现故障，出现故障的状态保持的时间相对来说比较短，然后控制柜自动将根据故障类型，自动停止或者是处于锁定状态。为了能实时的检测控制柜的故障，利用PCL-722自带的Windows下的端口采集函数，利用定时器，每隔200ms采集一次端口，采集满100次后向实时数据库写一次数据，以减少写数据库的时间。为了能实时识别故障，每秒将电梯控制柜当前各端口的状态与电梯控制柜正常运行时的各端口状态表中的状态进行比较，如果正确就继续，如果不正确，才启动推理机进行判断，以减少故障查询时间，满足实时性的要求。

同时因为电梯控制柜上的端口可以自定义，在程序中设置了一张参数表，用于用户选择端口的定义，该定义应该和实际的电梯控制器上的端口定义一样，然后程序会自动的动态生成一样端口数据表，用于存放实时端口数据。

人机界面实现用户与系统的交互，采用VisualBasic6.0做界面，包括对电梯井道信号的模拟，在有故障时，采用实时对话框和声音的方式进行提示，同时将故障信息和发生故障的时间同时写进故障信息数据库，以便以后的查看和打印，用户也可以删除里面的信息。

4 结论

随着电梯故障诊断技术和专家系统技术的发展，电梯故障诊断专家系统的推理能力将进一步提高，必将为电梯故障诊断提供更加便捷、可靠的服务。随着现代化城市的高速发展，电梯的需求量越来越大。进一步提高电梯可靠性和减少现场调试的要求，是电梯控制技术的方向。随着电梯控制技术的迅猛发展，微机控制电梯替代PCL电梯是必然趋势，针对原先PLC电梯的故障检测设备很难适用于微机电梯，因此国内一般的中小企业还没有配备专门针对微机电梯的故障检测系统。

该系统投入使用，运行状况良好，基本上能实时检测中控制柜的故障，大大缩短了电梯控制柜的检测时间。

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