基于LabVIEW的旋转机械监测与诊断系统设计

《基于LabVIEW的旋转机械监测与诊断系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2010年8月沈阳航空工业学院学报Aug．2010第27卷第4期JournalofShenyangInstituteofAeronauticalEngineeringVol-27No．4文章编号：1007—1385(2010)04—0083—04基于LabVIEW的旋转机械监测与诊断系统设计刘颖国凤娟卢艳军(沈阳航空航天大学自动化学院，辽宁沈阳110136)摘要：随着现代科学技术在设备上的应用，旋转机械设备越来越大型化、复杂化，自动化程度也越来越高。因此，对旋转机械监测和诊断系统的要求也越来越高。在分析旋转机械故障易造成重大损失的基础上，阐述了在工业生产中利用虚拟

2、仪器构建状态监测与诊断系统的优越性。提出了基于LabVIEW的旋转机械监测与诊断的硬件及软件解决方案，可以满足方便地监测各类转、子工况以及及时做出准确的故障诊断的要求。关键词：LabVlEW；旋转机械；状态监测；故障诊断中图分类号：V247文献标识码：Adoi：10．3969／j．isan．1007—1385．2010．04．020旋转机械在电力、能源、交通、国防及石油化工等领域中发挥着无可替代的作用。随着旋转机械设备大型化、复杂化，自动化程度越来越高，对旋转机械设备监测和诊断系统的要求也越来越高。设备在运行过程中，其状态和故障表现为设备的各种参数的变化，尤其是振

3、动参数的变化，这些信号的特征能够准确地反应机器设备的状态和故障情况¨J。因此，在工业生产过程中，为了准确地知道机器设备的运行状态并能及时地发现设备的运行故障先兆以及故障产生的原因，减少设备故障造成的损失，就必须要加强对设备运行状态的监测和诊断分析。传统的设备监测主要是由复杂的测试系统构成的振动测试仪器来完成，但因其繁杂的操作程序和现场安装等问题，这样的方式远远不能满足工业需求。因此，多年来对振动信号的采集处理以及设备的诊断工作一直是各高等院校和研究机构研究的重点。自20世纪80年代末期虚拟仪器出现以后，虚拟仪器迅速成为自动测试与电子测量技术的新工具，基于虚拟仪器(

4、ViaualInstrument)形式的状态监测与故障诊断系统也成为适应实际生产需要的、面向企业实际的高科技产品旧J。因此，关于虚拟仪器技术的收稿日期：2010一晒一lO基金项目：沈阳航空航天大学博士启动基金项目(项目编号：06YⅨ)2)作者简介：刘颖(1985一)。女，辽宁宽甸人。在读硬士，主要研究方向：故障诊断及复杂系统健康管理，E—mail：lyqzmp@163．eom；卢艳军(1968一)，女，辽宁义县人，副教授，主要研究方向：故障诊断及复杂系统健康管理，E—mail：sylyj@126．oom。应用也迅速成为研究的热点。l系统总体设计旋转机械在状态监测和

5、故障诊断中，可用于监测和诊断的信息很多，包括振动、温度、压力、电流等，其中振动信号能够迅速直接地反映旋转机械的运行状态。据统计，70％以上的故障都以振动的形式表现出来。由此可见，对旋转机械振动信号进行采集来实现对其状态的监测和故障诊断是一种行之有效的方法bJ。本系统主要根据旋转机械的振动特征，以及温度和压力等信号进行状态监测和故障诊断。系统由振动传感器、温度和压力传感器检测设备的相应信号，经信号调理电路及A／D转换后，进入Pc机中的虚拟仪器软件包进行分析、处理、显示，最后可将数据打印存档。系统总体设计如图1所示：[亟巫亟堕]蠹煎数据采分管集析理‘‘．JL_．j一L

6、—盱赛时顿其读保I瞻时域城他取存●F墨分信}t水折薪号r图1总体设计框图一图国一圈鲷沈阳航空工业学院学报第27卷2系统硬件组成本系统采用的硬件有：PC机、数据采集卡、传感器和必要的信号调理电路及所需电源。信号调理主要是放大传感器输出的微弱信号，滤除干扰信号，为A／D转换部分提供适当幅度的输入模拟信号。A／D转换部分采用NI公司研发的CompaetRIO平台。CompactRIO系统配备了实时处理器和丰富的可重配置的FPGA资源，可脱离PC机而独立运行，也可通过以太网接口与上位机进行通信，适用于高性能的、独立的嵌入式或分布式应用”1。硬件结构虫Ⅱ图2腻多路通道信号嚣

7、茹，籍对各通道信号进行时域或频域分析。为了将采集的数据保存以便日后对机械状态进行更加详细的分析，系统增加了数据存取和数据回放功能。图4、图5是系统进行数据采集和数据分析的界面：图2硬件设计框图3系统软件设计竺銎至竖寮苎妻鍪塑嘎矍窆妻堂尊．鬯要要苎堡圃rlrl,。-r数据采集界面罂堡翌要堂型竺罂序，。因些嬲跫，垫雾耋3．2故障诊断系统一“““‘“9奠程序节鎏里里№_套全蛩量要警，曼，可竺篓⋯于一LabV“IE。W“本身自带的工具箱右i,i瞩；i．a,-，媾i．j／别J制模板中选取所需的控制及数据显示对象。利用是在算法支持方面，最萄子焘用程辱鬲快速开发：第4期刘颍等#

8、fI-且b