基于LabVIEW及Internet的大型机械设备故障诊断与监测技术研究

摘要

大型的机械设备是生产中的关键设备，通过故障诊断与监测技术来保障这些设备安全稳定地运行，对提高企业经济效益以及国民经济发展具有重要意义。 本文在分析大型机械设备的故障产生的机理和信号处理方法的基础上，构造了由磁敏振动传感器、电流电压传感器、笔记本计算机、美国Viasat公司的基于Internet的TCP/IP协议的MiniDAT无线数据发射和接收系统以及美国NI公司的SCXI信号调理模块等构成的“大型机械设备运行状况监测分析系统”硬件平台。该硬件系统综合了CiscoSystems公司的无线Internet技术和NI公司高性能的DAQ，同时具有携带方便，免于布线，采样速率高，易于实现远距或异地遥测数据分析等优点。该系统的软件用LabVIEW图形化编程语言完成，可以实现8路数据的采集、处理、显示、记录、监控以及历史数据的回放，并具有打印、分析处理及故障诊断等功能。 该系统已被成功用于某大型水泥磨机的减速器运行监测和故障分析，系统运行稳定，状态良好，效果显著。

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1大型机械设备监测与分析系统的国内外发展概况

1.1概述

1.2国内外发展状况

1.3几种典型系统简介

1.4课题的研究意义

2大型机械设备常见故障机理分析

2.1振动的基本特征

2.2振动故障分析与诊断

2.2.1转子不平衡

2.2.2转子弯曲

2.2.3转子不对中

2.2.4油膜涡动和油膜振荡

2.2.5转子与静止件摩擦

3大型机械设备运行状态的分析理论和技术

3.1机械设备运行状态分析方法

3.1.1功率谱估计

3.1.2时频分析

3.1.3其它方法

3.2机械设备运行状态数字信号处理基本理论

3.2.1频率混叠和采样定理

3.2.2快速傅立叶变换(FFT变换)

3.2.3与DFT有关的几个问题

3.2.4数字信号分析仪的一般原理及功能

3.3机械设备故障诊断推理方法

3.3.1基于控制模型的故障诊断

3.3.2基于模式识别的故障诊断

3.3.3基于人工智能的故障诊断

3.3.4其他方法

4基于LabVIEW分析算法的实现

4.1概述

4.2 LabVIEW中信号的分析方法

4.2.1时域分析

4.2.2频域分析

4.2.3相关分析

4.2.4功率谱分析

4.2.5联合时频分析

4.2.6窗函数

4.2.7数字滤波器

5大型机械设备监测与分析系统方案分析

5.1大型机械设备监测与分析系统的研究任务

5.2大型机械设备监测与分析系统组成

5.2.1系统的总体框架

5.2.2系统的组成

6系统的软件设计

6.1系统软件的总体结构

6.2主控模块

6.3实时数据采集存储模块

6.4运行监控模块

6.5历史数据回放分析模块

6.5.1历史数据回放

6.5.2历史数据的频谱分析

6.5.3历史数据的相关分析

7大型机械设备监测与分析系统应用介绍

8总结与展望

8.1研究工作总结

8.2研究工作展望

致 谢

参考文献