PDF《基于LabVIEW的故障监测诊断系统 的研究与应用①》

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176 冶金设备 总第176期August

2009 METALLURGICAL EQuIPMENT 2009年8月第4期 基于LabVIEW的故障监测诊断系统 的研究与应用① 姜丽1②周凤星2 (武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心武汉430082) 摘要主要研究了基于【丑bVIEw的故障监测与诊断系统的开发流程、软硬件功能模块的实现方法及系 统的实际应用.针对机械振动信号的振动机理和特点,结合故障诊断技术,在信号分析模块中提供了时域无 量纲参数分析、频谱分析、倒频谱分析及包络分析等方法判断设备的运行状态,识别故障特征. 关键词 在线监测 故障诊断IJabVIEW 同步齿轮箱 中图分类号1IG333.62 文献标识码B Research and Application of Fault MoIlitoring and Diagnostic System Based on LabVIEW Jiang Li

1 Zhou Fen铲in92 (WuhaIl University of Science and Technolog)r Metallurgical Automation and Detection Technology Engineering Research Center of the Ministry of Education,Wuh粕430082) ABSTRACT 11le rese眦h mainly舭uses on the development proce8s,realization methodology of tlle hard― ware蛐d s以ware functioIlal删)dels肌d tlle actual applicati蚰of tlle faIllt mollit喇ng蚰d diagnostic system b鹊ed on 【丑bVlEW.In allusion to the mechaIli锄蛐d fe a_【ur;

es of the mechallic8l、ribr8ti蚰si阴al,in the肌aJyzing model 0f signal dfer time domain dimensiolll船s par枷eter analysis,fkquency aIlalysis,cepstmIIl Analysis蚰d即vel叩e anaJ・ ysi8 etc.Thmugh t}lese n地thods c肌judge tlle nlIIIling state8 0f the equipment,identify the feature8 of tIIe fhIll协. 1【EYWoRDS On―line monitorirIg Fauh diagrIosis【丑bVIEW Sy眦hmno∞gear c够e 1引言 随着科学技术的进步,企业设备自动化程度 越来越高,一旦关键设备发生故障,将给企业带 来巨大的经济损失.因此对设备的运行状态进 行监测,并对出现的故障进行快速诊断是非常重 要的.虚拟仪器技术的迅速发展,将故障诊断与 电子测试技术引入到更高的层次领域,这是测试 技术与故障诊断技术相结合发展的重要趋势. LabVIEW是NI公司研制的图形化编程软件,是 目前最为成功、应用最为广泛的虚拟仪器软件开 发环境.本文研究了基于LabVIEW的虚拟式机 械故障监测与诊断系统的开发,该系统的研究成 果已成功应用到高速线材轧机同步齿轮箱在线 监测系统中,并成功检测出齿轮箱的初始故障.

2 基于LabⅧW的故障监测系统开发流程概述 基于LabVIEW的机械故障监测系统的开发 流程主要包括系统需求分析、系统硬件配置及安 装、软件设计以及实验测试. 1)系统需求分析 系统需求分析的任务是收集、分析、理解、确 ①基金项目:国家自然科学基金资助项目(60874109):变频调速异步电动机系统动态调速过程中的故障诊断研究 ②作者简介:姜丽,女,1985年出生,武汉科技大学模式识别与智能系统专业,硕士研究生,主要研究方向:机械故障诊断 一29― 万方数据 总第176期 冶金设备 2009年8月第4期 定用户的要求,然后准确、完整地把用户的要求 明确地表达出来,并提出总的系统设计方案. 2)系统硬件配置及安装 合理的配置硬件是系统开发的关键步骤之 一,硬件配置主要原则是经济合理及安全可靠. 在满足性能指标的前提下,尽可能提高系统的性 价比,并要考虑到环境的影响,保证系统性能的 稳定可靠. 基于LabVIEw的故障监测与诊断系统是以 计算机为核心的可编程的数据采集、状态监测和 数据分析系统,图1为系统的硬件构成图. 图1系统硬件构成图 3)系统软件设计 软件设计是故障监测系统的核心,考虑系统 对数据采集、分析、显示和存储等方面性能的要 求,结合LabVIEw模块化的程序设计思想,采用 自顶向下的方法,把复杂的系统需求逐步分解为 一系列简单的子任务,为每一个子任务创建相应 的VI,形成逐层调用的树形软件层次结构. 4)功能测试 系统完成之后,对其功能模块进行测试也是 关键的环节,由于LabVIEW中每个子VI都町以 单独执行,使得程序调试非常方便.每完成一个 模块就测试一个,输入预期的参数,观察输出结 果,如发现I、nJ题及时修改,最后进行总体测试.