基于虚拟仪器的信号录波仪设计开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目：基于虚拟仪器的信号录波仪设计信息工程系电气工程及其自动化系别：_________________________专业：_________________________姓　　名：_________________________指导教师：_________________________辅导教师：_________________________2009年3月5日课题性质（打√选择）设计（√）论文（）一、文献综述随着我国经济的快速发展，我国各地工业园区对于用电量也在不断增加。但是由于煤炭等资源为一次性能源，因此作为可持续利用的水力

2、发电机组的建设在我国已经大规模开展[1]。大型水电机组投产，各种容量的机组数量也不断增多。如何保证水电机组运行稳定是人们普通关心的重要问题。现阶段水轮发电机组状态监测大多数仍然采用以硬件为主体的传统测量仪器系统，它是由厂家事先定义好并且固定不可变更的传统仪器来完成的。由于传统仪器功能固定,与其他设备连接受限制，可扩展性差，而且其价格高，所以技术更新慢,开发和维护费用高[2]。目前我国水电站的设备检修基本上实行的是预防性检修，即计划检修，这种方式固然能够发现一些问题，防止事故的发生，但由于定期维修的合适期限很难确定，有些没有异常的机组如果按照大修周期停机检修，不仅可能造成人

3、力物力上的浪费，而且很难及时发现机组潜在的缺陷和故障[3]。一旦发生事故，轻则影响机组的正常运行，重则造成水轮发电机组损坏，甚至影响电网的安全和稳定。水电机组设备庞大、结构复杂、故障的诱因繁多，虽有一些故障不一定以振动形式表现出来，但统计资源表明，水电机组约有80%的故障或事故在振动信号中有所反映[4-5]，例如水电机组下机架的振动参数表示在转动部门的平衡情况，其振动的极频分量说明发电机电磁振动情况等。因此，振动监测是目前应用最为普通和有效的方法[6]。通过对这些振动信号的分析，充分发掘其中所包含的故障信息，对水电机组的安全生活、决策具有重要的实际意义[7]。目前，水电机

4、组状态监测检修系统普遍采用神经网络、专家系统等诊断方法，取得了一些效果。但这些方法也存在不少缺点，集中表现在需要大量的样本或者现成的规则[8-9]。从80年代开始，微机型故障录波在国内开始出现。它具有记忆能力强、存储容量大等特点，能够实现故障记时、故障类型判别、数据远传和后台分析等功能[10]。录波仪的出现使振动信号的采集、分析、传送更加方便。以LabVIEW为平台的虚拟仪器录波仪，就能很好的对水电机组的运行状态进行监测。实验室虚拟仪器集成环境LabVIEW(LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench)是一个功能强大而又

5、灵活的仪器和分析软件应用开发工具。它是一种图形化编程语言(又称为G语言)，具有丰富的扩展函数库。虚拟仪器的实质就是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果。LabVIEW使用了可视化技术建立人机界面,提供了许多仪器面板中的控制对象。目前,LabVIEW已成为数据采集、监测、数据分析等方面的领先开发平台[11]。LabVIEW这种G语言编程和虚拟技术已经成为工业界和学术界关注的热点之一，已经在航天、通信、汽车、半导体、生物医学等世界范围的众多领域得到广泛应用。使用虚拟仪器开发平台LabVIEW开发的水电机组状态监测系统具有开发周期短、操

6、作方便、性价比高、可扩展性强、工作稳定性好等优点。LabVIEW可以使该系统数据采集与处理、分析与储存集于一体，能迅速有效地把水电机组的各种状态信息整理成资料和图形,为状态监测提供决策支持。它通过软件来构造与真实物理面板类似的虚拟面板，通过功能强大的软件来完成信号的采集、分析处理和结果显示。用计算机软件代替传统仪器的某些硬件功能，用户可以根据自己的需要来定义仪器的功能，技术更新和功能扩展只需进行相关软件的设计更新，故基于软件的体系结构大大节省了开发和维护费用[2]。同时可以将水电机组的运行状态信息发布到网络中，实现水电机组在线状态监测和故障诊断，为水电机组的状态检修提供了

7、可靠的技术保证，以确保水电机组的安全稳定和经济运行。二、设计（论文）主要内容1.本设计主要运用信号处理、Labview编程语言、水电机组运行机制等相关知识设计实现一个机组运行的状态数据录波仪。2.理解USB口的数据通讯方式，采用NI公司的USB6009多功能数据采集卡进行数据采集。3.配合传感器，设计完成一个完整的振动信号数据录波系统，能够实现数据的存储和回放。4.通过对数据的分析，得出录波数据的处理结果，实现水电机组运行状态信息的记录与处理。三、设计（研究）方案本设计主要运用信号处理、Labview编程语言、水电机组运行机制