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          便攜式振動分析儀方案設(shè)計介紹

          作者: 時間:2012-07-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          本系統(tǒng)分為上位機(jī)軟件與下位機(jī)軟件,上位機(jī)軟件又分為TCP/IP模塊、系統(tǒng)配置模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及存儲模塊。下位機(jī)軟件分為TCP/IP模塊、Order manage模塊以及數(shù)據(jù)采集模塊。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/193500.htm

            下位機(jī)軟件能夠進(jìn)行2路轉(zhuǎn)速信號以及4路振動信號的測試。其中,TCP/IP模塊負(fù)責(zé)與上位機(jī)通訊,接收并處理上位機(jī)的命令、將運行狀態(tài)或采集來的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī);Order manage模塊負(fù)責(zé)接收TCP/IP線程接收的命令,向TCP線程返回狀態(tài)信息,并驅(qū)動采集模塊采集數(shù)據(jù);采集模塊配置采集參數(shù),采集數(shù)據(jù)并向Order manage模塊返回采集數(shù)據(jù)。

            上位機(jī)軟件中,TCP/IP模塊負(fù)責(zé)與下位機(jī)進(jìn)行通信,向下位機(jī)發(fā)送命令并接收下位機(jī)返回來的狀態(tài)以及采集數(shù)據(jù);系統(tǒng)配置模塊負(fù)責(zé)采集通道選擇、通道邏輯名稱的命名、波形顏色的設(shè)置、標(biāo)定系數(shù)以及通道閾值的設(shè)定;數(shù)據(jù)處理模塊是整個軟件的核心部分,可將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時在線分析以及離線分析;存儲模塊負(fù)責(zé)對離線分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。

            系統(tǒng)可靠性

            系統(tǒng)設(shè)計理論MTBF指標(biāo)(平均無故障時間)約為3500小時, MTTR指標(biāo)(系統(tǒng)平均修復(fù)時間)小于等于30分鐘。為實現(xiàn)這一指標(biāo),首先在硬件選擇上注意每個硬件的MTBF指標(biāo),然后通過理論計算確保整個系統(tǒng)的MTBF指標(biāo)能夠滿足設(shè)計要求,另外,在筆記本拖架上裝有排風(fēng)扇,設(shè)計有進(jìn)風(fēng)口與排風(fēng)口,能夠及時將CRIO與電源產(chǎn)生的熱量排出,確保儀器的正常使用;其次,在振動儀的操作說明書中給出了筆記本不工作、信號波形不顯示、信號波形顯示為噪聲以及軟件故障診斷方法流程圖,可以保證MTTR指標(biāo)在30分鐘以內(nèi)。

            系統(tǒng)靈活性

            從數(shù)據(jù)文件中迅速找到異常數(shù)據(jù)是設(shè)計的重中之重。本系統(tǒng)設(shè)計了三種方法,分別是瀏覽數(shù)據(jù)波形、重放振動聲音以及通過報警記錄來查找數(shù)據(jù)。

            瀏覽波形數(shù)據(jù)類似于Media Player中拖動游標(biāo)瀏覽影片,當(dāng)用鼠標(biāo)拖動如圖3所示的游標(biāo)時,系統(tǒng)會讀取相應(yīng)時間段的波形顯示在波形圖中。

            

            圖3 瀏覽數(shù)據(jù)波形界面

            重放振動聲音把每個通道特定時間段的振動數(shù)據(jù)通過聲音進(jìn)行播放,通過聽覺判斷該段數(shù)據(jù)是否存在異常。

            通過報警記錄可以調(diào)用系統(tǒng)記錄下來的振動發(fā)生異常的時間,然后將該時間鍵入瀏覽波形界面中的開始時間,讀取出現(xiàn)異常時刻的數(shù)據(jù),并進(jìn)行有針對性的分析。

            分析能力

            該系統(tǒng)具有專業(yè)的分析能力。設(shè)計的在線分析算法有振動信號與轉(zhuǎn)速信號時域波形的顯示、振動信號的最大值計算等。在線分析需要運算速度快,且要快于采集速度,減少屬性節(jié)點及寄存器的使用可以滿足條件。

            離線分析可將保存的數(shù)據(jù)調(diào)出進(jìn)行更加詳細(xì)專業(yè)的分析,如時域波形最大值、有效值計算,軸心軌跡分析等。離線算法對運算速度的要求不高,可以根據(jù)用戶增加算法,比如階次分析與軸心軌跡分析。

            階次分析能夠根據(jù)采集到的轉(zhuǎn)速信號與振動信號進(jìn)行階次分析計算,找到振動信號與轉(zhuǎn)速信號之間的對應(yīng)關(guān)系,從而能夠比較準(zhǔn)確地找到故障的原因與位置。

            軸心軌跡分析形象直觀地反應(yīng)了轉(zhuǎn)子的實際運動狀況,包含了豐富的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障信息。本系統(tǒng)通過采集的兩路垂直于軸心的振動信號以及轉(zhuǎn)子的方向計算軸心軌跡。

            結(jié)語

            本文所設(shè)計的振動儀中,下位機(jī)采集模塊采用體積與重量較小的CompactRIO,上位機(jī)采用堅固耐用的軍用筆記本,外殼采用軍用箱體,防振防摔,對外接口部分也進(jìn)行了防雨淋設(shè)計,使得該儀器能夠適應(yīng)戶外以及條件惡劣環(huán)境下進(jìn)行的測試。另外,軟件設(shè)計也充分考慮了用戶對測試系統(tǒng)可靠性、擴(kuò)展性和靈活性等的需求,能有效測試出發(fā)動機(jī)是否存在異常,并能夠幫助操作者判斷異常的原因


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