基于网络实时监控的液压元件数据监测与系统研究

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1、基于网络实时监控的液压元件数据监测与系统研究　　摘要：针对军用液压元件多台套现场实验的现状，提出并研发了一种分布式、网络化实时检测与数据管理系统。系统通过软件硬件相结合，将所需信号通过信号调理模块的滤波、降噪等方法进行处理，将采集到的模拟信号经过A/D转换，通过数据采集卡传输至现场工控机中，通过软件编程实现温度、压力、流量等信号的数据采集、数据分析、数据存储、历史数据管理、故障诊断以及报警等功能，并采用B/S结构实现远程的网络实时监控。经过实验论证，该系统可应用于液压元件数据采集领域，能够有效提高数据采集的准确度与精确度。　　关键词：数据采集；数据分析；数据存储；液压试验；远

2、程监控　　中图分类号：TN911.6?34；TP277文献标识码：A文章编号：1004?373X（2016）01?0076?05　　0引言　　现有的液压系统数据采集工作主要还是采用人工、单一的采集方法，数据采集只能逐项进行，并且在故障诊断的方法上主要还是依靠经验丰富的师傅进行“望闻问切”逐一排查，进而确定故障原因和位置。这些方法使得数据采集、分析、存储的效率都十分低下，从而间接降低了液压元件的生产效率。近年来一些院校和科研机构对液压系统做出了相应的改进，数据采集工作有了一定的改观。11　　本文主要涉及液压监控系统总体设计，对液压数据进行高速采集、分析以及存储等功能，硬件设计选

3、型的过程，系统软件的编译，以及人机界面的设计以及远程监控界面的设计。　　1系统总体方案　　1.1总体方案设计　　本液压试验综合管理系统包括三个子系统（含软硬件）：试验数据采集分析子系统、网络监控与数据传输子系统和历史数据管理及故障诊断专家子系统。系统总体示意图如图1所示。　　试验数据采集分析子系统中，压力传感器可测的公称压力为31.5MPa；流量传感器可测的公称流量为250ml；温度传感器的测量范围为0～1000℃；数据处理与分析模块具有时间与瞬态特性分析功能，统计分析功能，失真分析功能，功率谱、频谱分析功能。　　基于局域网的网络监控与数据传输子系统中，采集系统可连接现场工作

4、站台数不少于32；同时具有抗高频电磁干扰能力。　　历史数据管理及故障诊断专家子系统中，中央监控计算机上的虚拟仪器模块具有对采集数据的实时再现功能，虚拟的时域图像实时更新功能；中央数据库能支持32路信号同时高速存取功能和历时数据自动更新与储存功能；故障诊断专家系统为开放式编程结构，能够根据新的情况添加故障，能够根据系统故障进行相应的诊断，判断故障原因。　　1.2子系统可行性分析11　　数字化液压试验综合管理系统的对象主要包括：试验台（包括泵、油缸和阀示意图）、清洗机（包括零部件清洗机和油管清洗机）、油液污染度检测仪（油液颗粒计数仪）、净油机（用于过滤二次油液）、油源系统、车辆总

5、调系统以及其他辅助设备，因此试验数据采集系统的组成框图如图2所示。　　同时，需要配置相应数量具备显示和采集功能的各类传感器，配置多套计算机数据采集系统，由工控机、采集系统及相关软件组成[1]。　　2硬件系统设计与配置　　2.1硬件总体结构　　系统硬件主要由信号调理模块、工控机、高速数据采集卡、高性能服务器、机柜等组成。由于应用系统的复杂性和特殊性，对于其硬件平台设计需要采用如下原则：统一规划、高可用性、高扩展性、高安全性、高可维护性和合适性价比。应用系统硬件平台主流的架构主要有两种：集中式架构和分布式架构，本系统采用分布式架构搭建系统硬件平台。　　2.2系统硬件设计选型　　数

6、据采集卡是数据采集的核心部件，选择各方面条件都满足需求的凌华PCI?9114作为系统的数据采集卡，同时安装其驱动软件为DAQPilotV2.3.2.01。　　根据本系统的需求，对工控机的性能指标以及抗干扰能力都有着一定的要求。本文选择ACP?4000工控机箱。采购服务器主要应用于保存大量数据，本系统选用IBMSystemx3620M3服务器。同时，网络组件是为了使系统网络模块能够顺利运行，在厂区内使用的网络化模块，本系统网络设置主要通过无线路由器实现以太网的覆盖。11　　机柜要具备耐挤压，耐腐蚀，抗灰尘，抗振动，抗辐射等特点。主体采用优质的铝合金型材，具有质轻、成本低、受力度

7、均匀、散热性好的特点，结构设计上充分考虑了各个硬件的安放位置、固定性以及稳定性等因素，同时考虑到散热性、操作方便度等因素，增加了散热孔，设计了合理的操作台高度。　　对于信号调理模块，本系统选用的是4～20mA输入输出，二进二出的有源型电流配电隔离器，可以将4～20mA电流信号隔离，转换为标准电流、电压信号[2]。　　3系统软件设计　　3.1编译环境　　本软件基于LabVIEW进行编写，LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储等。LabVIEW采用的是图形化编辑