背景技术
光缆是一种用于传输光信号的通信电缆。它由一根或多根光纤(光导纤维)组成,每根光纤都由一个细长的玻璃或塑料芯心和包围在外部的护套组成。光纤内部的玻璃或塑料芯心可以传输光信号,而护套则提供保护和支持。
在光缆加工过程中,会使用到光缆切割机、光纤融接机、光纤测试仪、光纤标识机等,光缆切割机用于将光纤切割成所需长度。光纤切割机使用切割刀片来切割光纤,并确保切割面平整和光纤端面的质量,在光缆切割机中,中央处理器的作用是控制和管理切割操作的整个过程,以下是中央处理器在光缆切割机中的具体作用:
控制切割机运动:中央处理器负责控制切割机的运动,包括移动切割刀片到指定位置、控制切割刀片的速度和力度等,处理器接收操作员的输入指令或自动化程序的指令,并相应地控制切割机的运动;
精确切割控制:中央处理器确保光纤切割的精度和一致性,它可以计算和控制切割刀片的移动距离和速度,以确保光纤在预定位置和长度上被准确切割;
切割参数控制:中央处理器控制切割机的参数设置,如切割深度、切割角度等,通过调整这些参数,处理器能够适应不同类型和规格的光纤,以满足特定的切割要求;
故障检测和报警:中央处理器监测切割机的状态和性能,并进行故障检测,如果出现异常情况(如刀片损坏、切割偏差等),处理器可以触发报警或停止切割操作,以避免光纤质量受损或设备故障。
现有技术存在以下不足:光缆切割机在加工光缆时,其内的中央处理器所处的环境在不断变化,由于现有技术无法获知中央处理器的运行状态情况,当中央处理器的运行状态变差时,无法及时知晓,随着中央处理器的继续使用,将会加重中央处理器的损坏速率和损坏程度,进而加重光缆切割机的损坏速率和损坏程度,将会大大降低光缆切割机的使用寿命。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的目的是提供一种光缆切割机中央处理器用预警***,本发明通过对光缆切割机内中央处理器运行时所处的环境进行分析,当中央处理器所处的环境处于高风险时,将高风险信号后续的评价系数建立数据集合,若高风险信号后续中央处理器所处的环境的评价系数并非普遍存在低风险的情况,即高风险信号并非为偶然信号,发出预警提示,及时对中央处理器进行维护,进而及时对光缆切割机进行维护,有效地降低中央处理器的损坏速率和损坏程度,进而有效地降低光缆切割机的损坏速率和损坏程度,以解决上述背景技术中的问题。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种光缆切割机中央处理器用预警***,包括数据采集模块、分析模型建立模块、比对模块、综合分析模块以及预警模块;
数据采集模块,采集光缆切割机内中央处理器运行时所处的环境参数,采集后,将环境参数传递至分析模型建立模块;
分析模型建立模块,将采集的环境参数建立数据分析模型,生成评价系数,并将评价系数传递至比对模块;
比对模块,将生成的评价系数与阈值进行比对,生成风险信号,风险信号包括高风险信号和低风险信号,并将风险信号传递至综合分析模块;
综合分析模块,获取风险信号后,将高风险信号后续的评价系数建立数据集合,对数据集合内的评价系数进行综合分析,并将分析后的结果传递至预警模块。
优选的,环境参数包括电流和电压的影响系数、温湿度的偏差率以及磁场的干扰系数,采集后,数据采集模块将电流和电压的影响系数标定为LYi,将温湿度的偏差率标定为WSi,将磁场干扰系数标定为CCi。
优选的,电流和电压的影响系数,即电流和电压对中央处理器中电解电容的影响,获取的逻辑如下:
对电流设置梯度范围Imin~Imax,实时获取中央处理器中电解电容的电流值,将电解电容的电流值标定为I,若I处于梯度范围Imin~Imax内,表明电解电容的电流值正常,若I不处于梯度范围Imin~Imax内,表明电解电容的电流值不正常;
对电压设置梯度范围Vmin~Vmax,实时获取中央处理器中电解电容的电压值,将电解电容的电压值标定为V,若V处于梯度范围Vmin~Vmax内,表明电解电容的电压值正常,若V不处于梯度范围Vmin~Vmax内,表明电解电容的电压值不正常;
通过公式计算出电流和电压的影响系数,表达式为:;式中,DJ(t)为电解电容的电容值,It1~It2为电解电容中电流值不在梯度范围Imin~Imax之间的时间段,Vt1~Vt2为电解电容中电压值不在梯度范围Vmin~Vmax之间的时间段。
优选的,温湿度的偏差率,即中央处理器所在环境的温湿度与中央处理器运行的最佳温湿度之间的偏差率,获取的逻辑如下:
将中央处理器运行的最佳温度标定为Qx,将中央处理器运行时的温度标定为,中央处理器运行的最佳湿度标定为Mx,将中央处理器运行时的湿度标定为/>,则温湿度的偏差率WSi的表达式为:/>;式中,/>为温度的偏差率,为湿度的偏差率。
优选的,磁场干扰系数,即磁场对中央处理器的干扰程度,磁场对中央处理器的干扰主要是通过磁通量的变化引起的感应电流和感应电势产生的,当磁感应强度的变化穿过导体回路时,会在导体内部产生感应电流,这种现象称为电磁感应,干扰电压的计算公式为:,其中,N是导体绕组的匝数,/>是磁通量的变化量,Δt是时间间隔,通过干扰电压值获取磁场干扰系数CCi。
优选的,获取电流和电压的影响系数LYi、温湿度的偏差率WSi以及磁场干扰系数CCi后,建立数据分析模型,生成评价系数PJXi,依据的公式为:
;式中,M为误差修正因子,取值为1.2895,、/>、/>分别为电流和电压的影响系数、温湿度的偏差率以及磁场干扰系数的预设比例系数,且/>。
优选的,将生成的评价系数PJXi与阈值YY1进行比对,若评价系数PJXi大于等于阈值YY1,通过比对模块生成低风险信号,若评价系数PJXi小于阈值YY1,通过比对模块生成高风险信号。
优选的,当综合分析模块获取到高风险信号后,将高风险信号后续的评价系数建立数据集合,将数据集合标定为E,则,i为高风险信号后续评价系数的数量,i=1、2、3、4、...、v,v大于等于2,且v为正整数,求出数据集合中评价系数的平均值和离散程度值,将平均值和离散程度值分别标定为/>和Rx,则:/>;则:。
优选的,获取数据集合中评价系数的平均值和离散程度值Rx后,将平均值和阈值YZ1进行比对,将离散程度值与阈值YZ2进行比对,若平均值/>大于等于阈值YZ1且Rx小于阈值YZ2,通过综合分析模块生成非预警信号传递至预警模块,预警模块不发出预警提示,若平均值/>大于等于阈值YZ1且Rx大于等于阈值YZ2、或者平均值/>小于阈值YZ1且Rx大于等于阈值YZ2、或者平均值/>小于阈值YZ1且Rx小于阈值YZ2,通过综合分析模块生成预警信号传递至预警模块,通过预警模块发出预警提示,提示使用人员中央处理器处在恶劣的环境下。
在上述技术方案中,本发明提供的技术效果和优点:
本发明通过对光缆切割机内中央处理器运行时所处的环境进行分析,当中央处理器所处的环境处于高风险时,将高风险信号后续的评价系数建立数据集合,若高风险信号后续中央处理器所处的环境的评价系数并非普遍存在低风险的情况,即高风险信号并非为偶然信号,发出预警提示,提示使用人员中央处理器处在恶劣的环境下,及时发现中央处理器所处环境恶劣的问题,从而及时对中央处理器进行维护,进而及时对光缆切割机进行维护,有效地降低中央处理器的损坏速率和损坏程度,进而有效地降低光缆切割机的损坏速率和损坏程度,有效地中央处理器在定制过程中突然发生损坏导致光缆切割机发生损坏,保证定制人员的正常定制效率。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
本发明提供了如图1所示的一种光缆切割机中央处理器用预警***,包括数据采集模块、分析模型建立模块、比对模块、综合分析模块以及预警模块;
数据采集模块,采集光缆切割机内中央处理器运行时所处的环境参数,采集后,将环境参数传递至分析模型建立模块;
环境参数包括电流和电压的影响系数、温湿度的偏差率以及磁场的干扰系数,采集后,数据采集模块将电流和电压的影响系数标定为LYi,将温湿度的偏差率标定为WSi,将磁场干扰系数标定为CCi;
电流和电压的影响系数,即电流和电压对中央处理器中电解电容的影响,获取的逻辑如下:
对电流设置梯度范围Imin~Imax,实时获取中央处理器中电解电容的电流值,将电解电容的电流值标定为I,若I处于梯度范围Imin~Imax内,表明电解电容的电流值正常,若I不处于梯度范围Imin~Imax内,表明电解电容的电流值不正常;
对电压设置梯度范围Vmin~Vmax,实时获取中央处理器中电解电容的电压值,将电解电容的电压值标定为V,若V处于梯度范围Vmin~Vmax内,表明电解电容的电压值正常,若V不处于梯度范围Vmin~Vmax内,表明电解电容的电压值不正常;
需要说明的是,中央处理器中电解电容的电流和电压可分别通过电流传感器与电压传感器进行获取;
通过公式计算出电流和电压的影响系数,表达式为:;式中,DJ(t)为电解电容的电容值,电解电容的电容值可通过电容传感器进行获取,It1~It2为电解电容中电流值不在梯度范围Imin~Imax之间的时间段,Vt1~Vt2为电解电容中电压值不在梯度范围Vmin~Vmax之间的时间段;
电解电容是一种常见的电子元器件,其主要作用是存储电荷或电能,起到滤波、平稳电压、消除交流信号等作用,在中央处理器内部,电解电容通常被用作存储芯片内部各个模块的电荷,保证中央处理器正常工作,当电流和电压不足时,中央处理器内部的电解电容可能会无法得到足够的电荷储存,导致中央处理器不能正常工作,或者工作时出现噪声、电压波动等问题;而当电流和电压过高时,电解电容可能会受到过电压的冲击,导致内部的电解液蒸发或漏液,甚至可能***或烧毁,从而导致中央处理器损坏或无法正常工作;
当电流或电压过高时,电解电容器可能会发生电容值减小的情况,这是因为在过高的电流或电压的作用下,电解电容器内部的氧化层会发生损坏和剥落,电解液也会发生电化学反应的变化,从而导致电容值减小,电解电容器的电容值主要由其电介质(即电解液)的性质和电容器的物理结构决定,电解电容器的电解液一般是一种含有化学物质的液体,其性质与电容器中的电场强度和电压密切相关,如果电流或电压不足,电容器内的电场强度会降低,电解液中的化学物质的反应速度也会减慢,从而导致电解液内的氧化物层增厚,电容器的电容值变小,因此,对中央处理器内电解电容的异常电流和异常电压进行监测,可实现对中央处理器所处的环境进行监测;
温湿度的偏差率,即中央处理器所在环境的温湿度与中央处理器运行的最佳温湿度之间的偏差率,获取的逻辑如下:
将中央处理器运行的最佳温度标定为Qx,将中央处理器运行时的温度标定为,将中央处理器运行的最佳湿度标定为Mx,将中央处理器运行时的湿度标定为/>,则温湿度的偏差率WSi的表达式为:/>;式中,/>为温度的偏差率,为湿度的偏差率;
高温、高湿、低温、低湿均会对中央处理器的性能造成影响,在高温环境下,中央处理器的运行速度会变慢,甚至可能导致***崩溃,这是因为高温会导致晶体管内部的电子速度变慢,电子的迁移率降低,从而影响中央处理器的运行速度,此外,高温也会导致中央处理器的热量过高,可能会损坏中央处理器的电子元件,从而影响其性能和寿命;在低温环境下,中央处理器的性能也会受到影响,低温会导致中央处理器内部的晶体管速度变快,电子迁移率增加,这可能会导致中央处理器产生误差或崩溃,此外,低温还可能导致中央处理器中的金属导线收缩,导致元件之间的接触不良,从而影响中央处理器的性能;在高湿环境下,中央处理器内部的电路可能会受到潮气的腐蚀,导致中央处理器性能的下降,此外,湿度高时,空气中的水分子也会对中央处理器的散热器产生影响,从而影响散热效果,导致中央处理器过热;在低湿环境下,静电容易产生,可能会影响中央处理器的电子元件,导致性能的下降或故障,此外,低湿环境也会导致静电放电,可能会损坏中央处理器内部的电子元件,从而影响中央处理器的性能和寿命,因此,对中央处理器内的温湿度进行监测,可实现对中央处理器所处的环境进行监测;
磁场干扰系数,即磁场对中央处理器的干扰程度,磁场对中央处理器的干扰主要是通过磁通量的变化引起的感应电流和感应电势产生的,当磁感应强度的变化穿过导体回路时,会在导体内部产生感应电流,这种现象称为电磁感应,干扰电压的计算公式为:,其中,N是导体绕组的匝数,/>是磁通量的变化量,Δt是时间间隔,通过干扰电压值获取磁场干扰系数CCi;
需要说明的是,在电磁感应中,感应电压的方向总是使得感应电流的方向产生一个阻碍磁场变化的效应,这个方向称为“Lenz定律”,负号“-”就是表示了这个方向的阻碍效应,所以在公式中,“-”表示了感应电压方向与感应电流方向的相反关系;
磁场会对中央处理器内部电路的电子运动产生干扰,导致信号的失真、抖动等问题,这些干扰会引起中央处理器的错误操作或降低其工作效率,磁场会导致中央处理器内部电子的能级结构发生改变,从而改变了其电学性能,这些改变可能会使中央处理器的电气参数发生变化,如电流、电压等,进而影响中央处理器的稳定性和可靠性,磁场还会对中央处理器的磁性存储器或磁性存储介质造成影响,导致数据丢失或数据错误,磁性存储介质通常用于计算机的硬盘、软盘等存储设备,因此,对中央处理器内的磁场进行监测,可实现对中央处理器所处的环境进行监测;
分析模型建立模块,将采集的环境参数建立数据分析模型,生成评价系数,并将评价系数传递至比对模块;
获取电流和电压的影响系数LYi、温湿度的偏差率WSi以及磁场干扰系数CCi后,建立数据分析模型,生成评价系数PJXi,依据的公式为:
;式中,M为误差修正因子,取值为1.2895,、/>、/>分别为电流和电压的影响系数、温湿度的偏差率以及磁场干扰系数的预设比例系数,且/>;
由公式可知,电流和电压的影响系数越大、温湿度的偏差率越大、磁场干扰系数越大,即评价系数PJXi的表现值越小,表明中央处理器所处的环境越差,电流和电压的影响系数越小、温湿度的偏差率越小、磁场干扰系数越小,即评价系数PJXi的表现值越大,表明中央处理器所处的环境越好;
比对模块,将生成的评价系数与阈值进行比对,生成风险信号,风险信号包括高风险信号和低风险信号,并将风险信号传递至综合分析模块;
将生成的评价系数PJXi与阈值YY1进行比对,若评价系数PJXi大于等于阈值YY1,表明中央处理器所处的环境好,通过比对模块生成低风险信号,若评价系数PJXi小于阈值YY1,表明中央处理器所处的环境差,通过比对模块生成高风险信号;
综合分析模块,获取风险信号后,将高风险信号后续的评价系数建立数据集合,对数据集合内的评价系数进行综合分析,并将分析后的结果传递至预警模块;
当综合分析模块获取到高风险信号后,将高风险信号后续的评价系数建立数据集合,将数据集合标定为E,则,i为高风险信号后续评价系数的数量,i=1、2、3、4、...、v,v大于等于2,且v为正整数,求出数据集合中评价系数的平均值和离散程度值,将平均值和离散程度值分别标定为/>和Rx,则:/>;则:/>;
获取数据集合中评价系数的平均值和离散程度值Rx后,将平均值和阈值YZ1进行比对,将离散程度值与阈值YZ2进行比对,若平均值/>大于等于阈值YZ1且Rx小于阈值YZ2,表明数据集合内的评价系数PJXi普遍大于等于阈值YZ1,表明高风险信号后续的评价系数普遍为低风险信号,表明高风险信号后中央处理器所处的环境普遍很好,进而表明高风险信号为偶然信号,通过综合分析模块生成非预警信号传递至预警模块,预警模块不发出预警提示,若平均值/>大于等于阈值YZ1且Rx大于等于阈值YZ2、或者平均值/>小于阈值YZ1且Rx大于等于阈值YZ2、或者平均值/>小于阈值YZ1且Rx小于阈值YZ2,表明数据集合内的评价系数PJXi并非普遍大于等于阈值YZ1,表明高风险信号后续的评价系数并非普遍为低风险信号,表明高风险信号并非为偶然信号,通过综合分析模块生成预警信号传递至预警模块,通过预警模块发出预警提示,提示使用人员中央处理器处在恶劣的环境下,及时发现中央处理器所处环境恶劣的问题,从而及时对中央处理器进行维护,进而及时对人造石英石板材个性化光缆切割机进行维护,有效地降低中央处理器的损坏速率和损坏程度,进而有效地降低光缆切割机的损坏速率和损坏程度;
本发明通过采集光缆切割机内中央处理器运行时所处的环境参数,将采集的环境参数建立数据分析模型,生成评价系数,将生成的评价系数与阈值进行比对,生成风险信号,当中央处理器所处的环境处于高风险时,将高风险信号后续的评价系数建立数据集合,对数据集合内的评价系数进行综合分析,若高风险信号后续中央处理器所处的环境的评价系数并非普遍存在低风险的情况,即高风险信号并非为偶然信号,发出预警提示,提示使用人员中央处理器处在恶劣的环境下,及时发现中央处理器所处环境恶劣的问题,从而及时对中央处理器进行维护,进而及时对光缆切割机进行维护,有效地降低中央处理器的损坏速率和损坏程度,进而有效地降低光缆切割机的损坏速率和损坏程度,有效地中央处理器在定制过程中突然发生损坏导致光缆切割机发生损坏,保证定制人员的正常定制效率。
本申请中,阈值YY1的获取逻辑为:在评价系数PJXi中的预设比例系数、/>、/>确定后,电流和电压的影响有一个最大值(当中央处理器受到电流和电压的影响超过最大值时,中央处理器将无法使用)、温湿度的偏差率和磁场干扰系数对中央处理器的影响同理,将电流和电压的影响系数、温湿度的偏差率、磁场干扰系数中的最大电流和电压的影响系数、最大温湿度的偏差率以及最大磁场干扰系数带入评价系数PJXi的计算公式后,得到一个最大评价系数PJXi,为了使监控***能够提前预警,我们取最大评价系数PJXi的85%作为阈值YY1。
上述公式均是去量纲取其数值计算,公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式,公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的***和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。