【摘要】： 現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中重大裝備的突發(fā)性故障有可能引起“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”,導(dǎo)致整個生產(chǎn)系統(tǒng)的癱瘓,造成巨大的經(jīng)濟損失,嚴(yán)重的設(shè)備故障還會造成災(zāi)難性的事故和人員傷亡,產(chǎn)生不良的社會影響,因此設(shè)備工況監(jiān)視與故障診斷技術(shù)的重要性得到了社會的普遍認(rèn)同。 本課題圍繞設(shè)備工況遠(yuǎn)程監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)這一中心,針對系統(tǒng)前端的用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的傳感器節(jié)點設(shè)計和系統(tǒng)后端的機械故障信號處理技術(shù),進行了深入的分析和研究。 數(shù)據(jù)采集方面,現(xiàn)代工業(yè)裝備和工業(yè)流程監(jiān)測系統(tǒng)出于成本、技術(shù)實施以及維護等方面的考慮,需要一個能被廣泛接受的傳感器接口標(biāo)準(zhǔn)以解決傳感器之間以及與網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)問題�；诖�,本課題將以太網(wǎng)技術(shù)直接應(yīng)用于測控現(xiàn)場的傳感器,以嵌入式技術(shù)的成本優(yōu)勢和面向工業(yè)測控的Internet自定制技術(shù)為基礎(chǔ),論述了在普通單片機上實現(xiàn)自定制TCP/IP協(xié)議棧的具體方法,開發(fā)出了完整的利用Internet進行遠(yuǎn)程監(jiān)測的低成本網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點原型,并設(shè)計了上位機遠(yuǎn)程客戶端程序進行了通信測試。該技術(shù)為構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)傳感器的大型遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)提供了技術(shù)鋪墊。 針對故障檢測,信號處理是機械故障診斷中的關(guān)鍵技術(shù)。其中,如何有效的提取微弱故障信息已成為該領(lǐng)域中急待解決的關(guān)鍵問題之一。本課題結(jié)合時域同步平均和連續(xù)小波變換,提出了一種檢測周期性高頻沖擊信號的新方法——同步平均連續(xù)小波變換陣圖。將信號連續(xù)小波變換結(jié)果視為對應(yīng)于不同頻帶的一組時域信號,做同步平均掃描分析,將得到的能量分布以二維灰度圖的形式顯示,由峰值所處的位置反推出高頻沖擊所處的頻帶以及沖擊發(fā)生的頻率。該方法用于微弱故障信號檢測取得了良好的效果。
【圖文】：

整個系統(tǒng)主要由兩部分構(gòu)成：監(jiān)測現(xiàn)場傳感器節(jié)點和遠(yuǎn)程客戶端監(jiān)測程序。二者以 Internet 為物理通路，以 TCP/IP 協(xié)議通過 C/S 模式進行交互通信。傳感器節(jié)點以多路傳感器模擬信號為輸入，并作為服務(wù)器監(jiān)聽特定端口，當(dāng)收到遠(yuǎn)程客戶端數(shù)據(jù)請求時，則按照指令對指定通道進行相關(guān)要求的采樣存儲，再將采樣數(shù)據(jù)打包回送到遠(yuǎn)程客戶端，從而實現(xiàn)對特定設(shè)施設(shè)備的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測。遠(yuǎn)程客戶端監(jiān)測程序可以請求并獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)，以供用戶進一步診斷分析。

本課題針對網(wǎng)絡(luò)傳感器的特點，進行了一系列的優(yōu)化與精簡，，在滿足基本性能要求的情況下，主要選用低成本元器件。整個硬件部分采用了模塊化設(shè)計方法，包括以下幾個模塊：CPU 模塊，Ethernet 網(wǎng)卡控制器模塊，電源模塊，模擬信號處理模塊，存儲器模塊，串行口模塊。在電路板設(shè)計過程中，主要考慮系統(tǒng)的電氣可靠性。傳感器節(jié)點的整體框架如圖 2.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH165.3

【參考文獻】

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本文編號：2597233