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1、第23卷第5期湖北工业大学学报2008年10月Vol.23No.5JournalofHubeiUniversityofTechnologyOct.2008[文章编号]1003-4684(2008)0520033204基于虚拟仪器的转子监测系统网络化设计黄志高,吴庆华,陈锋,吴琴,何涛(湖北工业大学机械工程学院,湖北武汉430068)[摘要]结合虚拟仪器技术和网络技术,以多功能转子试验台为监测对象,开发了基于LabVIEW的网络化转子监测系统.系统实现了实时数据采集、信号分析处理、结果显示和数据存储、报警等功能.为大型旋转机械的在线监测系统的开发提供了理论和技术.[关键词]虚拟
2、仪器;转子系统;监测;数据采集[中图分类号]TH442[文献标识码]:A旋转机械是工业应用最广泛的机械之一.旋转域分析,为进一步的故障诊断提供了依据.机械发生故障的主要表现是机器伴有异常的振动和噪声,其振动信号从幅域、频域和时域反映了机器的1系统硬件结构故障信息.转子是旋转机械的核心部件,设备能否正常工作主要取决于转子能否正常运转,而转子的振该转子试验台主要由直流调速电机驱动主轴旋动信号是一个重要的信息.通过对转子的振动信号转,转子采用4个整体圆柱轴承支撑,轴承座上有传进行监测与分析,判断设备是否正常运行,是否存在感器安装位置,便于轴承根部的振动测量.通过配置潜在的故障及预测
3、故障的发展趋势等的主要手段.振动、转速、噪声、位移等机械参量测量的传感器,可现在故障诊断技术大致处于预知维修阶段,预知维对主轴的旋转速度、底座的振动速度、转子试验台运修的关键在于对设备运行状态进行连续监测或周期行时的噪声等进行监测(图1).检测,提取特征信号,运用各种经验和知识,对设备的状态进行识别,进而做出维修决策.现代故障诊断技术中融合了专家系统、模糊逻辑、神经网络、进化计算等智能方法.信号分析与处理也引入了一些先进的分析手段,如快速傅立叶变换,Wigner谱分析图1多功能转子试验台[122]和小波变换等.随着计算机软硬件技术和测试技术的不断进监测系统硬件包括传感器、PX
4、I机箱、PXI控制步,虚拟仪器(VirtualInstrument)正逐渐成为测试器和数据采集卡等.对试验台的电机转速、振动速度领域的发展方向.LabVIEW作为一种虚拟仪器开和噪声进行监测.PXI控制器同时担任服务器的工发平台,主要用于开发数据检测、数据测量、采集系作,对采集的信号进行分析处理,并提供Web服务;统等,其信号处理机功能很强大,包含丰富的数据采Internet浏览器用户,通过服务器发布的网页,可远集、分析处理的库函数以及用于各种实际应用的功程控制虚拟仪器面板.PXI系列数据采集卡安装在能函数.在航空、航天、通信、汽车、半导体和生物医PXI机箱的插槽上,其主要参
5、数为:模拟输入,16路[127]学等领域内得到了广泛应用.本文以多功能转子单端/8路差分;采样率,1.25MB;输入/输出分辨试验台为对象,在LabVIEW平台上开发了转子监率,16位;最大输入电压范围,-10V～10V;模拟测系统.该系统通过传感器监测转子系统,获得转子输出2路,数字,I/O,24路(图2).系统的运动状态,通过相应软件模块进行时域和频[收稿日期]2008-09-03[基金项目]湖北省自然科学基金(2006ABA032),教育部重点项目(2005100).[作者简介]黄志高(1972-),男,湖北随州人,湖北工业大学硕士研究生,研究方向:测控技术与虚拟仪器.
6、34湖北工业大学学报2008年第5期2.2数据采集与存储系统采用PXI采集卡实现振动速度、电机转速和振动噪声的电压信号采集.信号采集模块主要完成信号从传感器到计算机的通信.在软件中充分利用了LabVIEW平台提供的数据采集VI(Virtual图2系统硬件结构Instrument)程序,数据采集VI针对NI公司的数据采集卡开发,可以方便地设置数据采集卡的采集频2系统操控设计率、采用点数、采用通道等工作参数.本系统的数据采集采用NI2DAQmx中的DAQAssistant来实现.本系统要实现的主要功能是:采集转子试验台图5为数据采集设置,可对所选的通道配置输入电运行时的信息,进行
7、采集的参数设置,波形实时显压范围、连线信号端口(差分或单端)、采样点数、采示,信号的处理和分析,结果显示和存储,自动报警样频率和采样模式.配置好后DAQAssistant图标等,同时将监控主界面Web发布,供远程Internet自动更新,通过data接口,可以将采集的信号引出,用户访问.因为PXI控制器同时担任整个网络系统进行波形显示或其他后续的信号分析和处理等.的服务器,所以服务器端程序既要完成系统的数据LabVIEW提供了丰富的文件输入输出函数,可将采集,又要实现信号分析和处理、数据存储、报警等采集
