面向设备状态监测的虚拟仪器系统研究与开发

发布时间：2020-07-19 00:41

【摘要】：设备状态监测技术不仅可以保证产品质量、提高经济效益,而且可以及早发现故障隐患、避免生产事故的发生。它能及时了解和掌握设备在使用过程中的状态,对制定合理的维修策略起着重要的作用。虚拟仪器技术以其快速、灵活的构建方式、良好的人机界面以及强大的数字信号处理能力,成为设备状态监测系统的一个重要发展方向。本文研究了面向设备状态监测的虚拟仪器系统的软、硬件构建方法,并结合汽轮发电机组的状态监测和轴承板材厚度的监测项目,分别开发了基于虚拟仪器的汽轮发电机组的状态监测系统和轴承板材厚度的监测系统,已在实际工业生产中得到应用。本文主要的研究内容如下: 第一章首先概述了设备状态监测的意义、国内外状态监测技术与系统的发展和现状,然后介绍了虚拟仪器技术的发展和应用,分析了状态监测系统存在的问题,结合虚拟仪器的特点,提出了面向设备状态监测的虚拟仪器系统研究的内容与任务。第二章根据设备状态监测的要求,给出了基于虚拟仪器的监测系统总体构架。分析了面向设备监测的虚拟仪器系统各部分硬件平台的组成及其功能。介绍了设备状态监测中常用的传感器, 给出了传感器选择应用时的注意事项;针对电涡流传感器和热电阻传感器,分别设计了信号预处理电路。第三章分析了设备状态监测系统的软件平台功能,结合虚拟仪器软件开发平台一一LabVIEW, 分别探讨了数据采集、数据管理、信号分析与显示、远程监测等功能的实现方法。第四章针对某化工企业的具体的需求,依据上述的方法,选择了系统所需的传感器、数据采集卡,开发了电涡流测振预处理卡和智能鉴相卡等硬件,构建了监测系统的硬件平台,基于 LabVIEW开发了具有数据采集、存储、管理、信号分析与远程监测功能的汽轮发电机组监测系统。第五章根据板材自动生产线板厚精度自动控制的要求,结合生产工艺流程,设计测量方案, 开发了基于虚拟仪器技术的板材厚度实时监测系统。系统测量精度达到0.01mm,测量间隔为5秒, 满足现场工艺生产要求。第六章总结了本论文中所做的工作,对进一步的工作进行展望。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH17
【图文】：

工具,模板工,模板,程序

并可以放置在屏幕的任意位置。操纵模板共有三类，为工具(Tool)s模板、控制(Cnortof)s模板和功能(Funetions)模板。工具模板.(介015Palette)如图3一l。图3一l工具模板工具模板为编程者提供了各种用于创建、修改和调试vi程序的工具。如果该模板没有出现，则可以在Windows菜单下选择showToofsPaeltte命令以显示该模板。当从模板内选择了任一种工具后，鼠标箭头就会变成该工具相应的形状。当从Windows菜单下选择了showHelpwindow功能后，把工具模板内选定的任一种工具光标放在框图程序的子程序(subvi)或图标上，就会显示相应的帮助信息。

柱状图,控件,仪器

口的空白处点击鼠标右键以弹出功能模板。LbaviEW使用“所见即所得”的可视化技术建立人机界面。提供了大量的仪器面板控制对象，如各种开关、指示灯、滑动条、进程条、柱状图、温度计、旋纽、仪表等。如图3一4所示。(2)基于数据流的编程思想对一个节点而言，只有当它的所有输入端口上的数据都成为有效数据时，它才能被执行。当节点程序运行完毕后，它把结果数据送给所有的输出端口，使之成为有效数据。并且数据很快从源送到目的端口。(3)完备的函数库和专用工具箱LbaVIEW提供了大量的函数库供用户直接调用。除了包括基本的数学函数、字符串处理函数、数组运算函数和文件Io/函数外，还有高级分析函数库，具有信号生成、时域和频域分析、信号加窗、滤波等数字处理和数理统计、线性分析、曲线拟合、线性代数等数值分析计算能力;工具箱库，包括结构化程序语言工具箱、统计过程工具箱、PDI控制工具箱、测试运行工具箱、图形控制工具箱;综合时频分析控制箱，具有快速频变信号的实时频谱分析、语音处理、声纳、雷达、振动信号分析和动态信号监控等功能;仪器驱动函数库，提供了包含500多种，40多个厂家制造的硬件驱动程序。(4)灵活的接口技术和多操作系统支持LabvIEw是一个开放式的开发平台

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根据设备状态监测系统的通常作用，系统一般可以分为数据采集模块、数据存储模块、数据显示分析模块以及查询分析、报表模块、参数设置模块、远程监测模块等。监测系统的一般软件结构如图3一5。图3一5监测系统软件结构3.4设备状态监测系统的软件设计3·4·1数据采集的实现[421143]1.DAQ设备的安装配置在使用LbavEIW进行DAQ编程应用之前，需要首先安装DAQ设备，并进行一些必要的配置。下面以N4I472数据采集卡为例，介绍如何在系统中安装和配置DAQ设备。N4I472是一块Pcl总线的动态信号数据采集卡，其性能参数如下[’8]:8路同步采样模拟输入;16位精度;最高204.8KS/s采样率;90dB动态范围;

【引证文献】