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[導讀]目前CAN-bus總線技術在工程機械行業中應用非常成熟,但是現場遇到故障問題,尤其是偶發性故障,依舊非常棘手。

摘要:目前CAN-bus總線技術在工程機械行業中應用非常成熟,但是現場遇到故障問題,尤其是偶發性故障,依舊非常棘手。ZLG針對目前工程機械行業存在的痛點,提出一套切實可行的解決方案,助力工程機械行業進程。

一、ZWS-CAN智慧云如何賦能工程機械?

1. CAN-bus總線在工程機械中的應用

如圖 1所示,中國作為“基建狂魔”,工程機械被廣泛應用于城鄉道路、城市基礎設施、國防、水利、電力、交通運輸、能源工業等多領域建設。近幾年,在國內各大知名企業帶頭下,改變傳統的作業方式和動力方式,在國內開始工程機械的電動化、智能化、無人化部署,開發基于大數據的故障診斷技術,實現工程機械平臺化管理。

圖 1 工程機械裝備

由于CAN-bus總線的可靠性和實時性,目前CAN-bus總線技術已廣泛應用于工程機械中,裝備系統中大都以CAN數據總線為通訊基礎,如圖 2所示,電子控制單元之間通過CAN數據總線實現數據傳輸,通過控制程序保證執行機構可靠有效的動作,實現工程機械安全、可靠、高效的運行。

圖 2 CAN總線在工程機械的應用

隨著工程機械電動化和無人化的推進,系統內部的CAN節點會變多,測試場景及故障排查難度會增加。為了更好的平臺化管理及測試工程機械設備,CAN-bus數據上云的需求日益增強。ZLG針對該行業內需求,提供ZWS-CAN針對CAN數據的云平臺,配套相應產品即可實現CAN數據的遠程透傳。

2. ZWS-CAN如何降低工程機械測試及故障排查難度?

工程機械上的CAN數據總線控制技術較為成熟,其控制軟件應用層不易出現故障,其故障一般都是由CAN總線物理層以及數據鏈路層出現問題引起。

工程機械裝備系統內部CAN節點眾多,若現場出現CAN通訊故障,通常需要工程師帶著諸如USBCAN卡等測試工具去現場進行排查。如果是常規的故障問題,現場工程師定位故障相對比較容易。倘若現場故障問題是偶發性的,工程師大多情況是需要一天,甚至一個月在現場去抓取并復現故障問題,隨著工程機械裝備向智能化、無人化方向發展,這種方式去排查故障問題,只會周期更長、成本更高。

對故障進行合理的數據采集、分析和判斷,才能有效排除故障,獲得滿意的排查結果。如圖 3所示,ZLG針對此痛點,推出CANDTU產品,只需要將該產品掛入到CAN網絡中,即可將CAN總線上的數據完整的在本地記錄下來,工程師可以很方便的復現偶發故障,進而更快的定位問題。另外,工程師也可以通過4G遠程獲取現場記錄CAN數據,實現千里之外不費吹灰之力復現故障情景,給工程師帶來極大的便利。

圖 3 CANDTU產品上云示意圖

工程機械裝備在測試階段遇到問題時,測試人員很難去分析現場出現的狀況或者判斷裝備運行狀態是否良好,尤其是某些特種工程機械,應用在高原地區或者極寒地區,都會使得測試難度增加。通常情況下,通過對裝備CAN報文的分析才可以直觀了解系統各節點的情況,進而進一步反饋優化系統。如圖 4所示,ZWS-CAN云端能夠獲取CAN數據,也可以獲取到CAN網絡通信的錯誤幀,便于工程師測試分析。工程師可以遠程下達控制命令,極大程度上降低了工程機械測試門檻。

圖 4 ZWS-CAN平臺抓取錯誤幀

二、CAN-bus數據記錄CANDTU系列

ZLG致遠電子推出CAN網絡總線“黑匣子”,我們稱之為CANDTU。如圖 5所示,測試人員可以使用CANDTU記錄測試階段的CAN報文數據,以便對裝備進行整體故障診斷。

圖 5 CANDTU系列產品示意圖

1. CANDTU產品性能如下:

· 集成2路或4路符合ISO11898標準的獨立CAN通道;

· 標配存儲介質32G高速SD卡,支持長時間記錄、條件記錄、預觸發記錄等多種記錄模式,可以進行大數據存儲;

· 支持ASC、CSV等多種記錄數據存儲格式轉換,方便后期軟件分析;

· 通過嚴格的抗震動、抗沖擊測試 ,滿足工業用戶需求;

· 具備2路DI記錄和2路DO報警輸出;

· 支持GPS定位,4G通信實時上傳云端,通過手機等終端實時查看汽車定位、儀表、油溫油壓情況。

2. ZWS-CAN智慧云

ZLG致遠電子提供ZWS-CAN智慧云解決方案,通過CANDTU系列產品的4G通訊連接云端服務器,將CAN報文數據回顯復現現場,進行故障診斷。那么,ZWS-CAN智慧云能夠為工程機械提供哪些特色服務和功能?接下來做簡單介紹。

3. 多場景透傳,大數據上云

如圖 6所示,CANDTU-400EWGR可針對不同工業場景的CAN總線數據進行同步監聽和實時采集,通過4G通信將數據上傳到指定的云端服務器,實現數據云同步。用戶可通過平板、手機等移動終端登錄云,實時查看云平臺數據,實現“設備+云端+終端”模式下的大數據全方位處理。

圖 6 CANDTU數據上云

4. 云端曲線,CAN報文可視化分析

ZWS-CAN智慧云能夠實現DBC的可視化分析,結合豐富多彩的圖形控件,及時進行CAN(FD)數據的可視化展示,直觀分析運行情況,如圖 7所示能夠對信號值進行顯示和信號跟蹤。

圖 7 CAN報文可視化分析

5. 支持車載UDS診斷

如圖 8所示,用戶可以通過ZWS-CAN云端服務器,直接對車輛進行標準的UDS診斷,實現對設備的監控。

圖 8 遠程車載UDS診斷

6. 支持北斗/GPS定位

如圖 9所示,登陸ZWS-CAN云端服務器可以進行地圖可視化的定位,實時顯示車輛運行速度,對車輛運行軌跡進行記錄存儲。定位精度在2m左右,對故障分析定位有較高的可信度。

圖 9 GPS定位功能

7. 自定義測試腳本

如圖 10所示,ZWS-CAN云端服務器支持自定義測試腳本,通過編輯器與執行器功能,可以進行發送、等待、校驗、校驗響應等動作,實現對設備的自動化測試,方便用戶遠程測試車輛性能。

圖 10 自定義腳本

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