如何通过云定位工程机械故障
2020-10-12
来源：ZLG立功科技·致远电子
一、ZWS-CAN智慧云如何赋能工程机械？
1. CAN-bus总线在工程机械中的应用
如图 1所示，中国作为“基建狂魔”，工程机械被广泛应用于城乡道路、城市基础设施、国防、水利、电力、交通运输、能源工业等多领域建设。近几年，在国内各大知名企业带头下，改变传统的作业方式和动力方式，在国内开始工程机械的电动化、智能化、无人化部署，开发基于大数据的故障诊断技术，实现工程机械平台化管理。
图 1 工程机械装备
由于CAN-bus总线的可靠性和实时性，目前CAN-bus总线技术已广泛应用于工程机械中，装备系统中大都以CAN数据总线为通讯基础，如图 2所示，电子控制单元之间通过CAN数据总线实现数据传输，通过控制程序保证执行机构可靠有效的动作，实现工程机械安全、可靠、高效的运行。
图 2 CAN总线在工程机械的应用
随着工程机械电动化和无人化的推进，系统内部的CAN节点会变多，测试场景及故障排查难度会增加。为了更好的平台化管理及测试工程机械设备，CAN-bus数据上云的需求日益增强。ZLG针对该行业内需求，提供ZWS-CAN针对CAN数据的云平台，配套相应产品即可实现CAN数据的远程透传。
2. ZWS-CAN如何降低工程机械测试及故障排查难度？
工程机械上的CAN数据总线控制技术较为成熟，其控制软件应用层不易出现故障，其故障一般都是由CAN总线物理层以及数据链路层出现问题引起。
工程机械装备系统内部CAN节点众多，若现场出现CAN通讯故障，通常需要工程师带着诸如USBCAN卡等测试工具去现场进行排查。如果是常规的故障问题，现场工程师定位故障相对比较容易。倘若现场故障问题是偶发性的，工程师大多情况是需要一天，甚至一个月在现场去抓取并复现故障问题，随着工程机械装备向智能化、无人化方向发展，这种方式去排查故障问题，只会周期更长、成本更高。
对故障进行合理的数据采集、分析和判断，才能有效排除故障，获得满意的排查结果。如图 3所示，ZLG针对此痛点，推出CANDTU产品，只需要将该产品挂入到CAN网络中，即可将CAN总线上的数据完整的在本地记录下来，工程师可以很方便的复现偶发故障，进而更快的定位问题。另外，工程师也可以通过4G远程获取现场记录CAN数据，实现千里之外不费吹灰之力复现故障情景，给工程师带来极大的便利。
图 3 CANDTU产品上云示意图
工程机械装备在测试阶段遇到问题时，测试人员很难去分析现场出现的状况或者判断装备运行状态是否良好，尤其是某些特种工程机械，应用在高原地区或者极寒地区，都会使得测试难度增加。通常情况下，通过对装备CAN报文的分析才可以直观了解系统各节点的情况，进而进一步反馈优化系统。如图 4所示，ZWS-CAN云端能够获取CAN数据，也可以获取到CAN网络通信的错误帧，便于工程师测试分析。工程师可以远程下达控制命令，极大程度上降低了工程机械测试门槛。
图 4 ZWS-CAN平台抓取错误帧
二、CAN-bus数据记录CANDTU系列
ZLG致远电子推出CAN网络总线“黑匣子”，我们称之为CANDTU。如图 5所示，测试人员可以使用CANDTU记录测试阶段的CAN报文数据，以便对装备进行整体故障诊断。
图 5 CANDTU系列产品示意图
1. CANDTU产品性能如下：
l 集成2路或4路符合ISO11898标准的独立CAN通道；
l 标配存储介质32G高速SD卡，支持长时间记录、条件记录、预触发记录等多种记录模式，可以进行大数据存储；
l 支持ASC、CSV等多种记录数据存储格式转换，方便后期软件分析；
l 通过严格的抗震动、抗冲击测试 ，满足工业用户需求；
l 具备2路DI记录和2路DO报警输出；
l 支持GPS定位，4G通信实时上传云端，通过手机等终端实时查看汽车定位、仪表、油温油压情况。
2. ZWS-CAN智慧云
ZLG致远电子提供ZWS-CAN智慧云解决方案，通过CANDTU系列产品的4G通讯连接云端服务器，将CAN报文数据回显复现现场，进行故障诊断。那么，ZWS-CAN智慧云能够为工程机械提供哪些特色服务和功能？接下来做简单介绍。
3. 多场景透传，大数据上云
如图 6所示，CANDTU-400EWGR可针对不同工业场景的CAN总线数据进行同步监听和实时采集，通过4G通信将数据上传到指定的云端服务器，实现数据云同步。用户可通过平板、手机等移动终端登录云，实时查看云平台数据，实现“设备+云端+终端”模式下的大数据全方位处理。
图 6 CANDTU数据上云
4. 云端曲线，CAN报文可视化分析
ZWS-CAN智慧云能够实现DBC的可视化分析，结合丰富多彩的图形控件，及时进行CAN（FD）数据的可视化展示，直观分析运行情况，如图 7所示能够对信号值进行显示和信号跟踪。
图 7 CAN报文可视化分析
5. 支持车载UDS诊断
如图 8所示，用户可以通过ZWS-CAN云端服务器，直接对车辆进行标准的UDS诊断，实现对设备的监控。
图 8 远程车载UDS诊断
6. 支持北斗/GPS定位
如图 9所示，登陆ZWS-CAN云端服务器可以进行地图可视化的定位，实时显示车辆运行速度，对车辆运行轨迹进行记录存储。定位精度在2m左右，对故障分析定位有较高的可信度。
图 9 GPS定位功能
7. 自定义测试脚本
如图 10所示，ZWS-CAN云端服务器支持自定义测试脚本，通过编辑器与执行器功能，可以进行发送、等待、校验、校验响应等动作，实现对设备的自动化测试，方便用户远程测试车辆性能。
图 10 自定义脚本