[工学]基于虚拟仪器的南京长江隧道盾构机检测系统开发硬件系统

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1、基于虚拟仪器的南京长江隧道盾构机检测系统开发（硬件系统）摘要南京长江隧道作为目前国内长江流域施工技术难度最大的工程项目，具有直径超大、水下压力高、地质条件复杂、透水性强、覆土超薄、掘进距离长、工程地质及水文条件风险不可预测等七大世界级技术难题，其中对于盾构上的驱动电机的振动、温度、噪声、电流等原因产生的故障检测则是目前遇到课题困难的一面，因此盾构施工面临巨大风险和难度，为保证能随时掌握盾构机工作状况和对盾构机关键设备进行状态检测与故障诊断，本课题基于虚拟仪器开发平台LabVIEW设计开发了南京长江隧

2、道所用盾构机状态检测与故障诊断系统，主要是硬件系统和电机检测系统。本论文主要是对南京长江隧道盾构机检测系统硬件系统的开发和选择，以及基于LabVIEW开发平台对盾构机主驱动电机的状态检测与故障诊断，包括电机的振动、电流、温度、转速等状态。现场使用结果表明：该系统具有测试诊断结果准确、集成化高、调试维护方便、性能稳定可靠等特点，与传统设备相比节省了人力、物力和财力,对盾构机状态检测和故障诊断有较高的实用价值。硬件部分。探讨了系统的硬件组成，建立了以传感器、信号调理器、数据采集卡为核心的测试系统。系统硬

3、件部分是正确采集电机噪声和振动，以及盾构上其他部分信号的关键，是测试分析的基础。软件部分。用LabVIEW虚拟仪器编程语言完成软件部分的设计，实现了信号采集、显示、处理、诊断、打印报告等一系列功能。针对电机噪声振动、电流分析、温度等信号的复杂性，建立了以快速傅立叶变换、功率谱函数分析，以及时、频域分析等信号处理方法为核心的信号分析处理功能，最终实现了电机故障诊断功能与盾构其他方面的诊断功能。关键词:虚拟仪器盾构机电机硬件状态检测故障诊断AbstractNanjingYangtzeRiverTunne

4、listhemostdifficultconstructionprojectsatthecurrenttechnology　inYangtzeRiverBasinatpresent,Withlargediameter,highpressurewater,thecomplexgeologicalconditions,waterpermeability,andsoilthin,longdistancedriving,engineering,geologicalandhydrologicalconditi

5、ons,etc.,whicharetheriskoftheunpredictabilityofworld-classtechnicalproblems.Thevibration,temperature,noise,currentgeneratedofthedrivemotoroftheshieldbysuchfactorsasfaultdetectionisadifficulttaskcurrentlyexperiencing.Therefore,shieldconstructionfaceseno

6、rmousrisksanddifficulties.Toensurethemachinecanworkatanytimetomastershieldontheshieldmachinestatusandthekeyequipmentforstatedetectionandfaultdiagnosis.ThesubjectbasedonLabVIEWVirtualInstrumentdevelopmentplatformdesignanddeveloptheshieldmachineoftheNanj

7、ingYangtzeRiverTunnelusedbythestatedetectionandfaultdiagnosissystem,itisthemajorfortheelectricalsystemandthehardwaredetectionsystem.ThispaperishardwaresystemoftheNanjingYangtzeRiverTunnelShieldMachinedetectionsystemdevelopmentandselection,aswellasbased

8、ontheLabVIEWdevelopmentplatformtheshieldmachinethestatedetectionandfaultdiagnosisofmaindrivemotor,includingthemotorvibration,current,temperature,speedandotherstate.Theresultsoftheuseofthesiteshowedthat,thesystemhasdiagnostictestresultsw