冰箱故障診斷

PAGE目錄一、冰箱制冷系統(tǒng)的工作原理 1二、故障現(xiàn)象及人工診斷依據(jù)與過(guò)程 21、制冷效果差 22、噪音 23、凝露 34、結(jié)霜（結(jié)冰） 35、箱體發(fā)熱 3三、故障現(xiàn)象及診斷依據(jù)與推理過(guò)程表 4四、個(gè)體詞和謂詞符號(hào)化 4五、定義產(chǎn)生規(guī)則 5六、產(chǎn)生規(guī)則符號(hào)化表 7七、專家系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 7八、專家系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 8九、推理過(guò)程與問(wèn)題求解 9十、ES故障診斷算例 10PAGE13冰箱故障診斷專家系統(tǒng)一、冰箱制冷系統(tǒng)的工作原理冰箱的制冷過(guò)程是由不同直徑的管道組成的一個(gè)閉合回路系統(tǒng)，制冷劑在其中流動(dòng)，并產(chǎn)生液態(tài)-氣態(tài)-液態(tài)的重復(fù)變化，利用制冷劑汽化時(shí)吸熱、冷凝時(shí)放熱達(dá)到制冷的目的，單級(jí)壓縮式制冷系統(tǒng)由四大部件組成，即壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器。冰箱的制冷循環(huán)過(guò)程為：壓縮機(jī)不斷的抽吸蒸發(fā)器中的制冷蒸汽，并將制冷劑壓縮成高壓高溫蒸汽發(fā)至冷凝器。制冷劑在冷凝器中放出熱量，傳送給周圍的介質(zhì)從而冷凝成液體，可見(jiàn)，蒸汽冷凝時(shí)的溫度一定高于周圍介質(zhì)的溫度。液體制冷劑通過(guò)干燥過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾干燥，清除制冷劑中的雜志和水分，然后冷凝后的液體制冷劑通過(guò)節(jié)流元件毛細(xì)管進(jìn)入蒸發(fā)器。制冷劑在節(jié)流元件毛細(xì)管中從高壓變?yōu)榈蛪?，并出現(xiàn)少量液化的氣化，制冷劑離開(kāi)節(jié)流元件毛細(xì)管時(shí)，變?yōu)橐骸鈨上嗷旌蠣顟B(tài)，繼而進(jìn)入蒸發(fā)器，制冷劑在蒸發(fā)器中沸騰蒸發(fā)，從被冷卻物體中吸取所需的氣化熱。低壓、高溫制冷劑蒸汽再由壓縮機(jī)抽吸、壓縮、進(jìn)入下一次循環(huán)。在這個(gè)循環(huán)過(guò)程中，壓縮機(jī)起著壓縮和輸送制冷劑蒸汽，使制冷劑在蒸發(fā)器中產(chǎn)生低壓低溫、在冷凝器中產(chǎn)生高壓高溫的作用，是整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的心臟，毛細(xì)管起著節(jié)流降壓和調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量的作用。制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，吸收被冷卻物的熱量，完成制取冷量。制冷劑從蒸發(fā)器中吸收的熱量，連同壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量，在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走，使制冷劑不斷從低溫物體中吸熱向高溫物體發(fā)熱，從而達(dá)到制冷目的。冰箱制冷系統(tǒng)的工作原理圖如圖1。嗤嗤聲咕嚕聲咕嚕聲嘩嘩聲呼呼聲嗡嗡聲、共振聲嗤嗤聲咕嚕聲咕嚕聲嘩嘩聲呼呼聲嗡嗡聲、共振聲放冷冷藏蒸發(fā)器放冷冷凍蒸發(fā)器毛細(xì)管節(jié)流降壓干燥過(guò)濾器干燥過(guò)濾高溫低壓氣體高溫高壓氣體除露管除露冷凝器散熱壓縮機(jī)低溫高壓液體低溫低壓霧狀液體冰箱制冷系統(tǒng)的工作原理圖圖1二、故障現(xiàn)象及人工診斷依據(jù)與過(guò)程冰箱常見(jiàn)的故障現(xiàn)象有：制冷效果差、噪音、凝露、結(jié)霜（結(jié)冰）、箱體發(fā)熱等等。1、制冷效果差診斷依據(jù)與過(guò)程：當(dāng)冰箱出現(xiàn)制冷效果不好的時(shí)候，應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度適當(dāng)調(diào)節(jié)溫度檔位。首先應(yīng)檢查人工智能鍵是否開(kāi)啟，若開(kāi)啟了制冷效果還是不好，則說(shuō)明人工智能鍵已經(jīng)失靈，此時(shí)需要手動(dòng)關(guān)閉人工智能鍵，再進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)各個(gè)室區(qū)溫度，冷藏室的溫度范圍一般在0—10攝氏度，變溫室的溫度范圍一般在零下10—零下18攝氏度，冷凍室的溫度范圍一般在零下16—零下26攝氏度。若人工智能鍵未開(kāi)啟，則直接調(diào)節(jié)各個(gè)室區(qū)溫度。2、噪音診斷依據(jù)與過(guò)程：當(dāng)冰箱出現(xiàn)噪音時(shí)，首先應(yīng)檢查冰箱放置位置是否平穩(wěn)。再保證冰箱放置平穩(wěn)的條件下，檢查這種噪音是什么聲音。若是啪嗒聲，一般是啟動(dòng)繼電器吸合或斷開(kāi)時(shí)發(fā)出的聲音，這種聲音一般只在冰箱啟動(dòng)或停機(jī)時(shí)發(fā)出，屬于正?，F(xiàn)象。若是嗡嗡聲，此為壓縮機(jī)正常正常工作的聲音，另外冰箱的放置位置也會(huì)影響其發(fā)出的聲音音量，應(yīng)將冰箱放置在地面平坦且通風(fēng)良好的地方。若是呼呼聲，一般是由于氣態(tài)制冷劑流動(dòng)的聲音或冷凝風(fēng)機(jī)（風(fēng)冷機(jī)）工作過(guò)程中的風(fēng)扇聲引起的；若是嘩嘩聲，則是由于液態(tài)制冷劑流動(dòng)的聲音引起的；若是嗤嗤聲，則是由于液態(tài)制冷劑在毛細(xì)管中噴發(fā)出來(lái)的聲音引起的，若是咕嚕聲，則是由于液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中沸騰蒸發(fā)的聲音引起的。3、凝露診斷依據(jù)與過(guò)程：若凝露部位在冰箱側(cè)板或后背局部，由于冰箱冷藏室后壁是蒸發(fā)器，蒸發(fā)器有吸熱放冷的作用，此處溫度較低，空氣中的水蒸氣碰到冰涼的冰箱側(cè)板或后背就會(huì)產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，此現(xiàn)象一般發(fā)生在夏季，主要是夏季溫度高，冰箱放置位置濕度大導(dǎo)致，建議將冰箱移到通風(fēng)良好的地方使用，此現(xiàn)象即可減輕。若凝露部位在冰箱冷藏內(nèi)部，則是由于冷藏室后壁的蒸發(fā)器的吸熱放冷導(dǎo)致冷藏室內(nèi)部溫度較低，此時(shí)冷藏室內(nèi)的水蒸氣碰到冰涼的后壁就會(huì)產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，冷藏室內(nèi)部后壁凝露屬于正常現(xiàn)象。若凝露部位在門封處，檢查門是否關(guān)嚴(yán)門封是否變形，如果門未關(guān)嚴(yán)或門封變形，則會(huì)導(dǎo)致內(nèi)外熱交換快，因此會(huì)在門封位置形成大量凝露，建議將門關(guān)嚴(yán)并用電吹風(fēng)將門封吹復(fù)；如果門已關(guān)嚴(yán)且門封未變形，此為開(kāi)關(guān)門時(shí)內(nèi)部冷氣外漫在門封四周形成露水，屬于正?，F(xiàn)象，建議定期擦拭。若是冰箱整體凝露，此現(xiàn)象一般發(fā)生在夏季，主要是夏季環(huán)溫高，機(jī)器放置位置濕度大導(dǎo)致，建議將機(jī)器移到通風(fēng)良好的地方使用，此現(xiàn)象即可減輕。4、結(jié)霜（結(jié)冰）診斷依據(jù)與過(guò)程：冰箱冷凍室結(jié)霜（結(jié)冰），若霜層不是很厚且抽屜能拉出，此為冷凍室溫度在零度以下，拉開(kāi)抽屜時(shí)，外部濕度大的空氣進(jìn)入濕度較低的抽屜內(nèi)會(huì)出現(xiàn)結(jié)霜的現(xiàn)象，加之放入的食物本身也會(huì)有水分，所以會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象，是屬于正?，F(xiàn)象的；若霜層較厚或抽屜無(wú)法拉出，此時(shí)，建議2-3個(gè)月除一次霜，此現(xiàn)象即可減輕。5、箱體發(fā)熱診斷依據(jù)與過(guò)程：冰箱兩側(cè)的部位是冷凝器，冷凝器有吸冷放熱的作用，這種熱量有時(shí)最高能達(dá)到65度，人手摸上去會(huì)感覺(jué)到很燙，此現(xiàn)象屬于正?，F(xiàn)象。三、故障現(xiàn)象及診斷依據(jù)與推理過(guò)程表故障現(xiàn)象診斷依據(jù)診斷推理過(guò)程制冷效果不好冰箱正常工作時(shí)，各室區(qū)有相應(yīng)的溫度范圍人工智能鍵開(kāi)啟了還是制冷不好，表明人工智能鍵已失效，應(yīng)先關(guān)閉人工智能鍵再調(diào)節(jié)各個(gè)室區(qū)溫度；人工智能鍵未開(kāi)啟，則直接調(diào)節(jié)各個(gè)室區(qū)溫度。噪音冰箱正常工作時(shí)，噪音的門限值是52分貝放置不平穩(wěn)會(huì)導(dǎo)致冰箱發(fā)出噪音；啪嗒聲是啟動(dòng)繼電器吸合或斷開(kāi)時(shí)發(fā)出的聲音；嗡嗡聲是壓縮機(jī)正常正常工作的聲音；呼呼聲是氣態(tài)制冷劑流動(dòng)的聲音或風(fēng)冷機(jī)工作過(guò)程中的風(fēng)扇聲；嘩嘩聲是液態(tài)制冷劑流動(dòng)的聲音；嗤嗤聲是液態(tài)制冷劑在毛細(xì)管中噴發(fā)出來(lái)的聲音；咕嚕聲是液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中沸騰蒸發(fā)的聲音。凝露水蒸氣遇冷會(huì)形成露水冰箱冷藏室后壁是蒸發(fā)器，蒸發(fā)器有吸熱放冷作用，此處溫度較低，空氣中的水蒸氣碰到冰涼的冰箱側(cè)板或后背就會(huì)凝露，冷藏室內(nèi)的水蒸氣碰到冰涼的后壁也會(huì)凝露；若門未關(guān)好或門封變形，則會(huì)因內(nèi)外熱交換快而在門封處凝露；若門已關(guān)嚴(yán)且門封未變形，則會(huì)因開(kāi)關(guān)門時(shí)內(nèi)部冷氣外漫在門封四周而凝露；如果冰箱放置位置濕度較大，則會(huì)導(dǎo)致冰箱整體凝露。結(jié)霜（結(jié)冰）濕空氣進(jìn)入低溫環(huán)境會(huì)結(jié)霜（結(jié)冰）由于冷凍室溫度較低，拉開(kāi)抽屜時(shí)，外面濕度較大的空氣進(jìn)入到溫度較低的冷凍室會(huì)結(jié)霜。箱體發(fā)熱冷凝器具有吸冷放熱作用冰箱兩側(cè)的部位是冷凝器，冷凝器有吸冷放熱的作用，這種熱量有時(shí)最高能達(dá)65度。四、個(gè)體詞和謂詞符號(hào)化個(gè)體詞符號(hào)化個(gè)體詞符號(hào)個(gè)體詞符號(hào)冰箱BCD溫度temp冰箱后壁BCDbehind低溫環(huán)境lowt水蒸氣steam位置position濕空氣wetair風(fēng)wind露水dew吸冷放熱作用func1霜frost吸熱放冷作用func2冰ice人工智能鍵key冷凝器coolmachine側(cè)面side蒸發(fā)器evapmachine聲音sound變溫室room1濕度humidity冷藏室room2熱量heat冷凍室room3狀態(tài)state噪音值noise零下10到零下18度temp1門door零到10度temp2門封doorseal零下16到零下26度temp3次數(shù)count時(shí)間time謂詞符號(hào)化謂詞符號(hào)謂詞符號(hào)A的工作狀態(tài)為BB(A，Work)檢測(cè)A的屬性BCheck(A，B)失效IneffectiveA的B在處于C中In(A，B，C)A的制冷效果為BCool(A，B)A的溫度temp(A)A的放置效果為BB(A，Place)調(diào)節(jié)A的屬性BAdjust(A，B)A進(jìn)入BEnterinto(A，B)A升高UP(A)A出現(xiàn)B現(xiàn)象Appear(A，B)A的次數(shù)過(guò)多Many(A，count)A有B這個(gè)功能Have(A，B)A的時(shí)間過(guò)久long(A，time)A中有BOwn(A，B)中等（52分貝）middleA開(kāi)啟并處于B狀態(tài)ON(A，B)中等以下（即52分貝以下）small開(kāi)啟/未開(kāi)啟ON/Off很大big打開(kāi)AOpen(A)很低LowA發(fā)出BGiveout(A，B)適中（65度及其以下）approp不好Bad很高（65度以上）high關(guān)上的效果為AClose(A)差/不好Bad五、定義產(chǎn)生規(guī)則規(guī)則一R1：如果冰箱制冷差那么檢查人工智能鍵的狀態(tài)規(guī)則二R2：如果人工智能鍵處于開(kāi)啟狀態(tài)但已失效那么關(guān)閉人工智能鍵并調(diào)節(jié)冰箱各室區(qū)的溫度規(guī)則三R3：如果各室區(qū)溫度所處范圍正常那么冰箱工作正常規(guī)則四R4：如果人工智能鍵未開(kāi)啟冰箱制冷不好那么調(diào)節(jié)冰箱各室區(qū)的溫度規(guī)則五R5如果如果冰箱發(fā)出噪音那么檢查冰箱的放置位置規(guī)則六R6：如果冰箱放置位置不平那么需要將冰箱放置平穩(wěn)并檢查噪音分貝值規(guī)則七R7：如果冰箱放置位置平穩(wěn)那么檢查噪音分貝值規(guī)則八R8：如果噪音分貝大小在中等及中等以下那么冰箱工作正常規(guī)則九R9：如果噪音分貝值很大那么冰箱工作不正常規(guī)則十R10：如果冰箱的門未關(guān)上或門封變形那么冰箱門封處會(huì)出現(xiàn)凝露現(xiàn)象規(guī)則十一R11：如果開(kāi)門次數(shù)過(guò)多那么冰箱門封處會(huì)出現(xiàn)凝露現(xiàn)象規(guī)則十二R12：如果冰箱的門打開(kāi)時(shí)間過(guò)久那么冰箱門封處會(huì)出現(xiàn)凝露現(xiàn)象規(guī)則十三R13：如果冰箱放置位置濕度較大那么冰箱會(huì)出現(xiàn)結(jié)霜（冰）現(xiàn)象規(guī)則十四R14：如果冰箱會(huì)出現(xiàn)結(jié)霜（冰）現(xiàn)象那么調(diào)整冰箱位置規(guī)則十五R15：如果冰箱放置位置通風(fēng)不好那么冰箱的發(fā)熱現(xiàn)象會(huì)更明顯規(guī)則十六R16：如果冰箱發(fā)熱發(fā)出的熱量溫度適中那么冰箱工作正常規(guī)則十七R17：如果冰箱發(fā)熱發(fā)出的熱量溫度很高那么冰箱工作不正常六、產(chǎn)生規(guī)則符號(hào)化表RuleIfThenR1Cool(BCD，Bad)Check(key，state)R2ON(key，Ineffective)~Open(key)∧Adjust(room1,temp)∧Adjust(room2,temp)∧Adjust(room3,temp)R3In(room1,temp,temp1)∧In(room1,temp,temp2)∧In(room1,temp,temp3)Normal(BCD,Work)R4Off(key，Work)∧Cool(BCD，Bad)Adjust(room1,temp)∧Adjust(room2,temp)∧Adjust(room3,temp)R5Giveout(BCD，noise)Check(BCD,poisition)R6～Stable(BCD，Place)Stable(BCD，Place)∧Check(BCD，noise)R7Stable(BCD，Place)Check(BCD，noise)R8In(BCD，noise，middle)∨In(BCD，noise，small)Normal(BCD,Work)R9In(BCD，noise，big)～Normal(BCD,Work)R10In(BCD，door，Close(Bad))∨In(BCD，doorseal，Bad)Appear(BCD，dew)R11Many(Open(door)，count)Appear(BCDseal，dew)R12long(Open(door)，time)Appear(BCDseal，dew)R13In(BCDposition，humidity，big)Appear(BCD,frost)∨Appear(BCD，ice)R14Appear(BCD,frost)∨Appear(BCD，ice)Adjust(BCD,position)R15Place(BCDposition，～wind)Giveout(BCD，heat)R16Giveout(BCD，heat)∧In(BCD，temp(heat)，approp)Normal(BCD,Work)R17Giveout(BCD，heat)∧In(BCD，temp(heat)，High)～Normal(BCD,Work)七、專家系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖如下：八、專家系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖如下：用戶解釋器用戶解釋器推理機(jī)控制中心知識(shí)庫(kù)知識(shí)庫(kù)管理模塊接口事實(shí)庫(kù)診斷依據(jù)各模塊的功能為：（1）知識(shí)庫(kù)：知識(shí)庫(kù)是專家系統(tǒng)的核心，它是聯(lián)系推理機(jī)（包含冰箱的診斷推理過(guò)程）和控制中心（解釋并能預(yù)測(cè)冰箱的工作情況）的紐帶。知識(shí)庫(kù)包括兩部分內(nèi)容。一部分是已知的冰箱當(dāng)前工作的數(shù)據(jù)信息，即事實(shí)庫(kù)；另一部分用來(lái)存放診斷冰箱故障的依據(jù)以及系統(tǒng)診斷期間所產(chǎn)生的中間結(jié)果。（2）知識(shí)庫(kù)管理模塊：知識(shí)庫(kù)管理模塊主要是根據(jù)用戶對(duì)冰箱當(dāng)前的工作情況描述實(shí)時(shí)的對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行增加、刪除、更改等各種操作。（3）推理機(jī)：用于記憶冰箱故障的診斷依據(jù)與產(chǎn)生規(guī)則，使整個(gè)冰箱故障專家系統(tǒng)能夠以邏輯方式協(xié)調(diào)地工作，它能夠根據(jù)知識(shí)庫(kù)和用戶反映的冰箱故障問(wèn)題進(jìn)行推理并得出新的事實(shí)，再通過(guò)控制中心加載到知識(shí)庫(kù)中，而不是簡(jiǎn)單地搜索現(xiàn)成的答案。（4）解釋器：能夠向用戶解釋專家系統(tǒng)的行為，包括解釋推理結(jié)論的正確性以及系統(tǒng)輸出其他候選解的原因。（5）接口：接口又稱為界面，它能夠使系統(tǒng)與用戶進(jìn)行對(duì)話，使用戶能夠輸入必要的數(shù)據(jù)，提出問(wèn)題和了解推理過(guò)程及推理結(jié)果等。系統(tǒng)則通過(guò)接口，要求用戶回答提問(wèn)，并回答用戶提出的問(wèn)題，進(jìn)行必要的解釋。（6）控制中心：能夠解釋當(dāng)前冰箱的工作情況，并預(yù)測(cè)未來(lái)可能發(fā)生的情況，診斷冰箱可能發(fā)生的故障及其原因，不斷的修正診斷推理過(guò)程并控制冰箱故障的出現(xiàn)。一旦系統(tǒng)進(jìn)入了運(yùn)行，需要先將診斷規(guī)則讀入內(nèi)存，當(dāng)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)狀況時(shí)，進(jìn)行匹配。本系統(tǒng)模型可以在運(yùn)行中不斷對(duì)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行更新和擴(kuò)充，具有自學(xué)習(xí)和自我完善的優(yōu)點(diǎn)。九、推理過(guò)程與問(wèn)題求解推理過(guò)程與問(wèn)題求解策略是：當(dāng)用戶使用人工智能系統(tǒng)進(jìn)行診斷時(shí)，首先需要輸入故障現(xiàn)象和初步的觀察結(jié)果，把這些輸入到專家系統(tǒng)里，然后系統(tǒng)就根據(jù)所輸入的內(nèi)容進(jìn)行判斷，當(dāng)所輸入的觀察現(xiàn)象不能滿足時(shí)就會(huì)失敗退出，若能夠滿足規(guī)則的前項(xiàng)時(shí)就直接得出規(guī)則的后項(xiàng)，再對(duì)所得后項(xiàng)進(jìn)行一系列的判斷，當(dāng)系統(tǒng)提示用戶進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)時(shí)，用戶需要做相應(yīng)的檢查，然后把所得的結(jié)果以謂詞公式的形式輸入系統(tǒng)放入事實(shí)庫(kù)中，之后系統(tǒng)再重新進(jìn)行判斷，直到得出最終結(jié)果。其流程如下：十、ES故障診斷算例例1：冰箱制冷效果不是很好。首先應(yīng)檢查人工智能鍵是否開(kāi)啟，如果開(kāi)啟了制冷效果還是不好，則說(shuō)明人工智能鍵已失效，此時(shí)需要手動(dòng)關(guān)閉人工智能鍵，再進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)變溫室、冷藏室、冷凍室的溫度。如果變溫室、冷藏室、冷凍室的溫度在參考范圍內(nèi)，那么冰箱就正常工作。觀測(cè)現(xiàn)象：冰箱制冷不好Cool(BCD，Bad)故障處理：關(guān)閉人工智能鍵～Open(key)調(diào)節(jié)變溫室、冷藏室和冷凍室的溫度Adjust(room1，temp)∧Adjust(room2,temp)∧Adjust(room3,temp)推理：規(guī)則一IfCool(BCD，Bad)ThenCheck(key，state)檢查結(jié)果：人工智能鍵開(kāi)啟但已失效ON(key，Ineffective)規(guī)則二IfON(key，Ineffective)Then～Open(key)∧Adjust(room1,temp)∧Adjust(room2，temp)