基于WiFi和虚拟仪器的工程机械参数监测及故障诊断系统研究与开发

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1、密级：公开v工学硕士学位论文基于WiFi和虚拟仪器的工程机械参数监测及故障诊断系统研究与开发StudyofSystemofEngineeringMachinery’sParametersOn-lineMonitoringandFault-diagnosingBasedonTechnologyofWiFiandVirtualInstruments培养单位：机械工程学院专业：检测技术与自动化装置研究生：冯萧指导教师：高文中正高工二〇一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢

2、的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密

3、的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要工程机械状态监测和故障诊断技术经过几十年的发展，国外大部分工程机械已经实现车载监测及故障诊断功能，但受操作繁琐和专业性强等因素制约，具有局限性。国内传统的工程机械参数监测及故障诊断，大多数采用仪表检测和停机人工故障检修，在灵活性和精准度方面与国外相比，仍具有一定差距。本设计提出了基于WiFi和虚拟仪器的工程机械参数监测及故障诊断系统研究，能在挖掘机不停机状态下进行在线参数监测和故障诊断，对提高机械效率，缩短故障停机时间，保障施工进度方面具有重要意义。本文以卡特320C型挖掘机为研究对象，提出

4、了参数监测及故障诊断总体设计方案。分析了挖掘机冷却系、电气系、液压系统和转速系统的结构、工作原理和故障机理，提取了故障特征值参数，并给出了故障解决方案。分析了发动机缸盖和气门机构的工作原理，基于EEMD(集合经验模态分解)振动信号分析原理，研究了发动机缸盖振动信号的气门故障特征提取方法，采用SVM(支持向量机)判别模式，进行了发动机气门机构的故障诊断。设计了硬件系统并进行了相关部件选型，利用Protel99se软件，设计了传感器接口及信号调理印制电路板，保证了信号的正常传输。以Labview软件为人机对话平台，设计了挖掘机参数监测及故障诊断的软件系统，并

5、给出了程序框图，采用计算机与虚拟仪器相结合，实现了挖掘机参数监测及故障诊断的信号分析和数据处理功能。将各参数传感器、数据采集器（NICDAQ-9184）和WiFi无线传输装置（AWK-3121）集成并安装在挖掘机上，监测人员在施工现场WiFi覆盖的地方，通过笔记本电脑运行相应软件，便可对多台挖掘机在不停机状态下，实现参数监测、故障诊断、状态报警、数据存储和报表生成等功能。搭建了实验系统，在实验室进行了实验、调试和优化，制作了样机。在皮卡车上进行了相关实验，在卡特320C挖掘机上进行了现场实验，结果证明：系统工作可靠，操作简单，故障诊断便捷，使用效果良好，

6、可应用于所有工程机械，市场前景广阔。关键词：挖掘机；参数监测；故障诊断；WiFi；LabviewAbstractAfterdecadesofdevelopmentofthemonitoringandfaultdiagnosistechnologyofconstructionmachinery,thefunctionsofvehiclemonitoringandfaultdiagnosishasbeenachieved.However,itislimitedbythefactorssuchascomplicatedoperationandstrongspe

7、cialization.TheparametermonitoringandfaultdiagnosisoftraditionalconstructionmachineryinChinaismostlybasedoninstrumentinspectionandmanualfailuremaintenance.Thereisstillagaprelativetoforeigncountriesinperformanceofflexibilityandaccuracy.BasedonWiFiandvirtualinstrument,thedesignofpa

8、rametermonitoringandfaultdiagnosissystem