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電子設(shè)備模擬維修系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究論文
摘要：本文首先對(duì)電子設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行闡述，從需求分析、總體設(shè)計(jì)兩個(gè)方面入手，對(duì)電子設(shè)備模擬維修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行解析，并以此為依據(jù)，提出電子設(shè)備模擬維修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)策。
關(guān)鍵詞：電子設(shè)備；設(shè)備模擬；維修系統(tǒng)；設(shè)計(jì)研究
1引言
近幾年來，隨著電子設(shè)備技術(shù)水平不斷提升，及電子設(shè)備數(shù)量的增加，把計(jì)算機(jī)當(dāng)作主體的電子設(shè)備模擬維修系統(tǒng)逐漸興起。通過模擬維修，不但能夠有效的減少維修成本，達(dá)到降低各項(xiàng)資源投放的效果，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)部分繁瑣設(shè)備維修培訓(xùn)�；诖耍訌�(qiáng)電子設(shè)備模擬維修探究力度，研發(fā)一系列完善的模擬維修系統(tǒng)，具備一定的現(xiàn)實(shí)意義。
2電子設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀
從電子設(shè)備發(fā)展角度來說，其主要經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路等諸多過程，電子設(shè)備維修方式及方案也會(huì)根據(jù)電子技術(shù)的發(fā)展而逐漸優(yōu)化和創(chuàng)新。維修方式由之前手工加烙鐵逐漸轉(zhuǎn)變成萬用表加示波器，隨著時(shí)間的發(fā)展，漸漸轉(zhuǎn)變成診斷測(cè)試儀器，維修設(shè)備更具繁瑣性和現(xiàn)代化。維修方式主要由晶體管更換成芯片，又由芯片轉(zhuǎn)換成模板，從元器件維修轉(zhuǎn)變成組件維修，并由組件維修更改成設(shè)備虛擬仿真維修，維修等級(jí)不斷增高；維修工作人員在技能方面的標(biāo)準(zhǔn)由之前簡(jiǎn)單電路分析慢慢轉(zhuǎn)移到模擬電路數(shù)字電路混合電路分析，之后由轉(zhuǎn)換成分析芯片邏輯關(guān)系，這給維修工作人員專業(yè)水平方面提出了嚴(yán)格要求[1]。隨著國(guó)家信息化水平的提升和發(fā)展，高集成度及小體積的電子設(shè)備不斷涌現(xiàn)，得到了我們實(shí)際生活的廣泛應(yīng)用，例如，單片機(jī)、ARM等電子設(shè)備。
3電子設(shè)備模擬維修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案
3.1需求分析
3.1.1可模擬簡(jiǎn)單基本電路運(yùn)行過程簡(jiǎn)單基本電路不但能夠應(yīng)用在電路基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)及培訓(xùn)活動(dòng)中，同時(shí)也可以成為模擬電子設(shè)備中重要組成部分，在模擬電子設(shè)備分解時(shí)，應(yīng)用單一電路仿真技術(shù)就能夠促進(jìn)電路參數(shù)的統(tǒng)計(jì)，以此獲取動(dòng)態(tài)結(jié)果。3.1.2可實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的動(dòng)態(tài)建模該系統(tǒng)的作用在于，建立一個(gè)完善的電子設(shè)備模擬維修平臺(tái)，所以應(yīng)該含有特定電子設(shè)備動(dòng)態(tài)建模功能。通常情況下，應(yīng)該涉及兩方面內(nèi)容，一個(gè)是借助該系統(tǒng)建設(shè)模擬電子設(shè)備，另一個(gè)是能夠通過該系統(tǒng)對(duì)已經(jīng)建設(shè)的電子設(shè)備模型進(jìn)行修整和完善。3.1.3可實(shí)現(xiàn)模擬維修儀器儀表并進(jìn)行模擬測(cè)量測(cè)量作為維修環(huán)節(jié)中重要部分，針對(duì)模擬維修系統(tǒng)來說，不僅需要對(duì)設(shè)備整個(gè)運(yùn)行情況及故障情況進(jìn)行模擬，同時(shí)還要具有一定的測(cè)量檢測(cè)功能。所以，通過應(yīng)用虛擬萬用表等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)維修的動(dòng)態(tài)檢測(cè)。3.1.4可模擬電子設(shè)備加電自檢過程其可以對(duì)電子設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行模擬，各種元器件在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可以通過設(shè)定故障診斷系統(tǒng)，結(jié)合故障情況及時(shí)找出存在的故障問題并處理。
3.2總體設(shè)計(jì)
3.2.1系統(tǒng)組成電子設(shè)備模擬維修系統(tǒng)作為一個(gè)利用虛擬仿真平臺(tái)構(gòu)建的單機(jī)仿真模擬系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)方面主要由層次化及模擬化模板構(gòu)建而成，在應(yīng)用平臺(tái)化及插件式理念建立系統(tǒng)框架時(shí)，在具體操作方面主要應(yīng)用靜態(tài)知識(shí)庫(kù)就動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)來實(shí)現(xiàn)整體設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)。系統(tǒng)整體主要有三部組成，一個(gè)是插架支撐平臺(tái)，另一個(gè)是系統(tǒng)功能插件，最后一個(gè)是人機(jī)交互UI。其中，動(dòng)態(tài)仿真維修系統(tǒng)一般涉及了Qucs仿真引擎、仿真通信組件、仿真元器件等設(shè)備[2]。而擴(kuò)展配置子系統(tǒng)則是由系統(tǒng)配置模塊、設(shè)備建模工具等構(gòu)建而成。主平臺(tái)框架可以給各個(gè)子系統(tǒng)運(yùn)行提供條件，各個(gè)子系統(tǒng)均有主平臺(tái)框架實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)配和處理，實(shí)現(xiàn)自身功能的激發(fā)。人機(jī)交互UI不但自身具備系統(tǒng)和用戶操作接口功能，同時(shí)還能給用戶擴(kuò)充出所需數(shù)據(jù)，給更新插件內(nèi)容提供條件。3.2.2系統(tǒng)技術(shù)電子設(shè)備模擬維修系統(tǒng)主要作用于windows平臺(tái)之上，通過應(yīng)用Net框架與NativeAPI充分融合的方式來建設(shè)。在應(yīng)用層及用戶交互層中，通過應(yīng)用.Net框架/C#設(shè)計(jì)系統(tǒng)UI及邏輯處理模版，在底層算法處理及虛擬電路動(dòng)態(tài)模式中應(yīng)用NativeAPI/C++來實(shí)現(xiàn)[3]。3.2.3系統(tǒng)命名空間設(shè)計(jì)從命名空間角度來說，其主要指應(yīng)用在組織及重用代碼的編譯單元，借助名稱空間進(jìn)行劃分，可以劃分成多個(gè)代碼功能，并且成為電子設(shè)備模擬維修系統(tǒng)的一部分。通過進(jìn)行命名空間設(shè)計(jì)，能夠防止出現(xiàn)名稱沖突及版本問題。通常情況下，通過實(shí)現(xiàn)命名空間設(shè)計(jì)，便于代碼管理以及功能模版的區(qū)分，電子設(shè)備模擬維修系統(tǒng)命名空間的最高層則是全局命名空間，也就是根據(jù)技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)插件命名空間、協(xié)議命名空間等。命名空間的組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖1：
4電子設(shè)備模擬維修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)策
4.1系統(tǒng)插件架構(gòu)
從插件結(jié)構(gòu)和抽象類設(shè)計(jì)角度來說，接口設(shè)計(jì)作為整個(gè)插件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，應(yīng)該借助于插件接口之上，滿足平臺(tái)通信要求，實(shí)現(xiàn)插件間和插件平臺(tái)間的信息連接。在插件接口的作用下，需要對(duì)插件接口知識(shí)有全面了解，根據(jù)實(shí)際情況，做好插件連接工作。對(duì)應(yīng)的元器件及儀器儀表應(yīng)該與各個(gè)接口連接，并結(jié)合具體狀況形成對(duì)應(yīng)的基類。例如，設(shè)備抽象基類主要由設(shè)備基接口形成，之后根據(jù)各個(gè)設(shè)備抽象共性及需求，結(jié)合業(yè)務(wù)情況實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自檢和維修[4]。用戶研發(fā)新設(shè)備的過程中，需要在設(shè)備基類的情況下，把新添加的設(shè)備功能及特征融合其中，以此達(dá)到新設(shè)備研發(fā)的目的。插件接口與抽象類設(shè)計(jì)見圖2：
4.2基礎(chǔ)支撐模型
基礎(chǔ)支撐模型作為電子設(shè)備模型的核心內(nèi)容，其可以給各個(gè)類型的設(shè)備提供所需功能。各項(xiàng)電子設(shè)備模型均可以在基礎(chǔ)支撐模型中結(jié)合自身特性及邏輯實(shí)現(xiàn)運(yùn)作。通過應(yīng)用IEquip接口繼承，可以確保設(shè)備具備良好的共性特性，在繼承的引導(dǎo)下，確保設(shè)備結(jié)合接口要求來進(jìn)行，讓各個(gè)設(shè)備插件可以在主程序中進(jìn)行操作[5]。在基礎(chǔ)支撐模型下，能夠?qū)⒃O(shè)備諸多功能進(jìn)行封閉，讓模擬設(shè)備插件研發(fā)人員根據(jù)繼承需求，在無需添加新代碼情況下就能簡(jiǎn)單操作。
4.3設(shè)備故障報(bào)警
設(shè)備故障報(bào)警狀態(tài)主要是利用部分技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，在部分關(guān)鍵位置出安裝預(yù)警裝置之后，在符合報(bào)警觸發(fā)要求之后，該關(guān)鍵位置將會(huì)根據(jù)事前設(shè)定的流程實(shí)現(xiàn)預(yù)警。報(bào)警狀態(tài)能夠以無現(xiàn)象的形式出現(xiàn)，例如聲音。一個(gè)預(yù)警系統(tǒng)可以同時(shí)對(duì)應(yīng)多個(gè)故障因素，并且能夠?qū)崿F(xiàn)相同保健關(guān)鍵位置多個(gè)故障報(bào)警。報(bào)警處理流程則在于采用隊(duì)列方式將報(bào)警信息進(jìn)行處理。通常情況下，報(bào)警信息封裝成結(jié)構(gòu)體，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行流程實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)報(bào)警信息的處理。
4.4設(shè)備檢測(cè)與模擬維修
在開展電子設(shè)備加電檢測(cè)工作時(shí)，設(shè)備需要根據(jù)自檢及運(yùn)行流程來操作，如果部分元器件出現(xiàn)受損現(xiàn)象，需要結(jié)合建模過程中的要求，對(duì)關(guān)鍵位置運(yùn)行情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，也可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警，并檢測(cè)出電流、電壓等數(shù)據(jù)。根據(jù)關(guān)鍵為主運(yùn)行情況加以評(píng)判。在通過診斷找出故障點(diǎn)發(fā)生位置以后借助更換元器件的方式，也就是應(yīng)用標(biāo)稱值元器件將受損元器件進(jìn)行更改，其本質(zhì)上需要對(duì)元器件參數(shù)加以重新設(shè)定，讓模型處于運(yùn)行狀態(tài)。假設(shè)還存在故障現(xiàn)象，應(yīng)該繼續(xù)進(jìn)行處理，反復(fù)檢測(cè)，直到設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)，將所有故障消除。
4.5模擬診斷與維修
模擬維修功能結(jié)構(gòu)一般由設(shè)備故障設(shè)置、模擬運(yùn)行、故障檢測(cè)診斷等構(gòu)建而成。其中，故障設(shè)置主要指，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行修整，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障的動(dòng)態(tài)設(shè)定，并且要求相同故障現(xiàn)象能夠?qū)?yīng)諸多故障位置。仿真設(shè)備故障一旦設(shè)定，將會(huì)轉(zhuǎn)移到仿真設(shè)備中，直到設(shè)備動(dòng)態(tài)檢修完成之后才能改變。模擬運(yùn)行則是模擬設(shè)備加電運(yùn)行，體現(xiàn)出設(shè)備運(yùn)行狀況，在自檢過程中，應(yīng)該根據(jù)設(shè)定的自檢流程實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)元器件的檢測(cè)。故障檢測(cè)則是通過借助仿真儀器儀表，例如萬用表、示波器等，實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真設(shè)備運(yùn)行情況的檢測(cè)，獲取設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)[6]。假設(shè)以原始數(shù)據(jù)為主，則系統(tǒng)后臺(tái)需要把元器件實(shí)際設(shè)定參數(shù)運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，之后把數(shù)據(jù)傳遞到制定測(cè)量?jī)x器中進(jìn)行體現(xiàn)。故障檢測(cè)自身具備在線檢測(cè)及離線檢測(cè)等功能，離線檢測(cè)可以將元器件焊下來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。元器件更換則是把出現(xiàn)故障的元器件進(jìn)行更改，在更換元器件的過程中，應(yīng)該保證新元器件參數(shù)和故障元器件參數(shù)相同。
5結(jié)語
總而言之，本文通過對(duì)電子設(shè)備模擬維修系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探究，并且對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)模擬維修功能加以檢測(cè)，驗(yàn)證該系統(tǒng)應(yīng)用的可行性，給模擬設(shè)備故障診斷及維修系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)了電子設(shè)備模擬維修系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。
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