低成本微型旋转机械状态监测系统开发.pdfVIP

62 2011年 12月 中国制造业信息化 第40卷 第23期 低成本微型旋转机械状态监测系统开发 贾智州I，郭 瑜，范亚军 (昆明理工大学机电工程学院，云南 昆明 650093) 摘要：针对现有机械状态监测系统体系复杂、使用成本高昂和主要面向高端企业的大型关键设备 等问题，提 出并开发了一种面向普通设备的低成本微型旋转机械状态监测系统。该系统以Lab— VIEw 为开发平台，构建系统功能主体，以SQLServer为操作后台，构建系统管理功能，可实现普 通设备轴承、齿轮、转轴的在线与离线监测，满足了普通设备状态监测与健康维护及教学实验环 节的需求。 关键词：状态监测；设备管理；健康维护；LabvIEW；SQLServer 中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1672—1616(2011)23—0062—04 在机械工程学科中，机械设备的状态监测是信 完善了设备的状态监测与健康维护体系。 息提取的重要应用领域之一。旋转机械作为应用 广泛的一类机械设备，一般为生产企业中的核心设 1 系统架构 备，如何确保其安全可靠运行，对企业和国民经济 1．1 系统功能设计 具有重要的现实意义 。由于机器损坏导致的停工、 系统基于LabVIEw 与SQLServer，面向普通 停产和修复都将造成很大的经济损失，实施设备的 设备的状态监测与健康维护以及教学实验环节而 状态监测不但能大大减少这些直接的经济损失，而 设计开发，主要实现对轴承、齿轮和转轴的在线监 且还能为整个生产提供一个长期的安全无忧的运 测及离线分析，并且包括从数据收集到具体维修建 作环境。 议等一系列功能。具体而言，系统的功能主要包括 现有的机械状态监测系统主要面向高端企业 通过传感器的数据获取、信号调理、特征提取、产生 的大型关键设备，功能覆盖全面且通用性强，比较 警告、故障诊断和状态评估、预诊断、辅助决策、管 典型的有 BK公司的 2520型振动监测系统、 理和控制数据流动、测试时序、对历史数据存储和 BENTLY公司的3300系列振动监测系统、Emer— 存取管理、系统配置管理以及人机系统界面[1]。 SOIl公 司的 CSI4500机械设备状态监测系统、 1．2 系统模型 Rockwell自动化公司的EntekXM 设备状态监测 CBM系统用来监测重要设备的运行状况，为 系统以及国内的西安交通大学的RMMDS系统、 现场操作人员提供系统 目前健康状况的准确评估， 重庆太笛公司的CDMS系统、北京东方振动和噪 并能一定程度上预测设备的发展趋势。它主要包 声技术研究所研发的DASP机器运行状态监测和 括 3个阶段lJ：(1)数据采集；(2)数据处理；(3)维 故障诊断系统等。但这些系统体系庞大复杂，使用 修决策。 成本高昂，无法用于普通设备的状态监测，也不能 1．3 系统设计 用于教学实验环节。 依照系统模型，将低成本微型旋转机械状态监 针对上述问题，本文提出了一种低成本微型旋 测系统定义为3个层：硬件层、功能需求层和管理 转机械状态监测系统。系统针对普通设备的状态 需求层。硬件层 由计算机硬件平台、采集卡、传感 监测与健康维护以及教学实验环节而设计开发，可 器、信号调理装置和数据采集装置等构成，主要负 以实现对轴承、齿轮和转轴的在线监测及离线分 责信号的采集、信号预处理和数据存储，同时为系 析，从而与现有大型机械状态监测系统形成互补， 统提供物理层，满足系统开发需要。功能需求层构