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1、基于LabVIEW和网络的转子试验台测试系统开发1．选题背景旋转机械是工业上应用最广泛的机械。许多大型旋转机械，如：离心泵、电动机、发动机、发电机、压缩机、汽轮机、轧钢机等，还是石化、电力、冶金、煤炭、核能等行业中的关键设备。本世纪以来，随着机械工业的迅速发展，现代机械工程中的机械设备朝着轻型化、大型化、重载化和高度自动化等方向发展，出现了大量的强度、结构、振动、噪声、可靠性，以及材料与工艺等问题，设备损坏事件时有发生。为了对其进行安全生产和实行科学维护，需要研究旋转机械在线监测及预测技术。对旋转机械状态进行在线监测及预测可以有效地避免意外事故，消除续发损坏，节约大量维护费
2、用；由于减少维修次数，从而增加设备正常运转时间，提高设备利用率，缩减维修备件的库存及库存时间。机械设备运行状态的监测技术,已经从单凭直觉的耳听、眼看、手摸,发展到采用现代测量技术、计算机技术和信号分析技术的先进的监测技术,诸如超声、声发射、红外测温等,层出不穷。人工智能、专家系统、模糊数学等新兴学科在机械状态监测现今,国内外较典型的状态监测方式主要有三种:1)离线定期监测方式。测试人员定期到现场用一个传感器依次对各测点进行测试,并用磁带机记录信号,数据处理在专用计算机上完成,或是直接在便携式内置微机的仪器上完成;这是当前利用进口监测仪器普遍采用的方式。采用该方式,测试系统较
3、简单,但是测试工作较烦锁,需要专门的测试人员;由于是离线定期监测,不能及时避免突发性故障。2)在线检测离线分析的监测方式。亦称主从机监测方式,在设备上的多个测点均安装传感器,由现场微处理器从机系统进行各测点的数据采集和处理,在主机系统上由专业人员进行分析和判断。这种方式是近年在大型旋转机械上采用的方式。相对第一种方式,该方式免去了更换测点的麻烦,并能在线进行检测和报警;但是该方式需要离线进行数据分析和判断,而且分析和判断需要专业技术人员参与。3)自动在线监测方式。该方式不仅能实现自动在线监测设备的工作状态,及时进行故障预报,而且能实现在线地进行数据处理和分析判断。由于能根据
4、专家经验和有关准则进行智能化的比较和判断,中等文化水平的值班工作人员经过短期培训后就能使用。该方式技术最先进,37不需要人为更换测点,不仅不需要专门的测试人员,也不需要专业技术人员参与分析和判断;但是软硬件的研制工作量很大技术中也找到用武之地.今后,旋转机械状态监测技术趋向由离线定期监测方式、在线检测离线分析监测方式,发展为自动在线监测方式。旋转机械状态监测技术正向多目标、多层次监测和网络化方向发展。越来越复杂的测试条件、高度自动化的工业化大生产迫切需要功能强大、成本更低廉、系统更灵活的新一代测试仪器。随着微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术的高度发展和在测量与仪器上
5、的应用以及测试的新理论、新方法、新领域的发展导致了一种新型仪器——虚拟仪器（VirtualInstrument）——的诞生。虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。虚拟仪器的出现是测量仪器发展史上的一场革命。它充分利用最新的计算机技术来实现和扩展仪器的功能；用计算机屏幕可以形象、方便地模拟各种仪器的调控面板，以各种需要的形式表达输出检测结果；用计算机软件实现大部分信号的分析和处理，完成各种调控和测试功能。“软件即是仪器”，在虚拟仪器系统中，软件发挥着核心作用。已有这样的一类虚拟仪器及其系统，在其中，硬件仅是为了解决信号的
6、输入输出，而核心功能以软件来完成，基于虚拟仪器，用户可以根据自己的需要定义仪器的功能，通过软件修改的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模。DRZZS-A型多功能转子实验台是一个进行回转机械转速、振动、轴心轨迹以及动平衡等实验的综合测试装置。由于与其配套的软件不能达到我们的要求，因此提出开发一个用于该实验台的虚拟仪器。随着科学技术的迅猛发展，电子设备和技术向集成化、数字化和高速化方向发展，传统仪器的更新换代的速度也越来越快，而高校的经费有限，数字仪器价格昂贵，不可能大量采购，虚拟仪器正是解决这一矛盾的最佳方案。基于PC平台的虚拟仪器，可以充分利用学校的微机资源,完成多
7、种仪器功能，并且可以组合成功能强大的专用测试系统，还可以通过软件进行升级。在通用计算机平台上，根据测试任务的需要来定义和设计仪器的测试功能，充分利用计算机来实现和扩展传统仪器功能，开发结构简单操作方便、费用低的虚拟实验仪器，不仅可以减少实验设备资金的投入，为学生做创新性实验掌握现代仪器技术提供了条件，而且还可以用于一定的工程实际中，因此本课题的研究具有一定实际意义和应用价值。2．方案分析目前，研制虚拟仪器软件开发平台工作做得很好的是美国国家仪器公司(NI-NationalInstruments)和美国惠普公司（HP
