面向設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的虛擬儀器系統(tǒng)研究與開發(fā)
發(fā)布時(shí)間:2020-07-19 00:41
【摘要】:設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)不僅可以保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益,而且可以及早發(fā)現(xiàn)故障隱患、避 免生產(chǎn)事故的發(fā)生。它能及時(shí)了解和掌握設(shè)備在使用過程中的狀態(tài),對(duì)制定合理的維修策略起著 重要的作用。虛擬儀器技術(shù)以其快速、靈活的構(gòu)建方式、良好的人機(jī)界面以及強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處 理能力,成為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)重要發(fā)展方向。本文研究了面向設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的虛擬儀器 系統(tǒng)的軟、硬件構(gòu)建方法,并結(jié)合汽輪發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和軸承板材厚度的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,分別開 發(fā)了基于虛擬儀器的汽輪發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和軸承板材厚度的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),已在實(shí)際工業(yè)生 產(chǎn)中得到應(yīng)用。 本文主要的研究?jī)?nèi)容如下: 第一章首先概述了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的意義、國(guó)內(nèi)外狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀,然后介 紹了虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,分析了狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的問題,結(jié)合虛擬儀器的特點(diǎn),提出 了面向設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的虛擬儀器系統(tǒng)研究的內(nèi)容與任務(wù)。 第二章根據(jù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的要求,給出了基于虛擬儀器的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體構(gòu)架。分析了面向設(shè) 備監(jiān)測(cè)的虛擬儀器系統(tǒng)各部分硬件平臺(tái)的組成及其功能。介紹了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)中常用的傳感器, 給出了傳感器選擇應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng);針對(duì)電渦流傳感器和熱電阻傳感器,分別設(shè)計(jì)了信號(hào)預(yù)處 理電路。 第三章分析了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件平臺(tái)功能,結(jié)合虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái)一一LabVIEW, 分別探討了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、信號(hào)分析與顯示、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等功能的實(shí)現(xiàn)方法。 第四章針對(duì)某化工企業(yè)的具體的需求,依據(jù)上述的方法,選擇了系統(tǒng)所需的傳感器、數(shù)據(jù)采 集卡,開發(fā)了電渦流測(cè)振預(yù)處理卡和智能鑒相卡等硬件,構(gòu)建了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件平臺(tái),基于 LabVIEW開發(fā)了具有數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理、信號(hào)分析與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能的汽輪發(fā)電機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 第五章根據(jù)板材自動(dòng)生產(chǎn)線板厚精度自動(dòng)控制的要求,結(jié)合生產(chǎn)工藝流程,設(shè)計(jì)測(cè)量方案, 開發(fā)了基于虛擬儀器技術(shù)的板材厚度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)測(cè)量精度達(dá)到0.01mm,測(cè)量間隔為5秒, 滿足現(xiàn)場(chǎng)工藝生產(chǎn)要求。 第六章總結(jié)了本論文中所做的工作,對(duì)進(jìn)一步的工作進(jìn)行展望。
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2005
【分類號(hào)】:TH17
【圖文】:
并可以放置在屏幕的任意位置。操縱模板共有三類,為工具(Tool)s模板、控制(Cnortof)s模板和功能(Funetions)模板。工具模板.(介015Palette)如圖3一l。圖3一l工具模板工具模板為編程者提供了各種用于創(chuàng)建、修改和調(diào)試vi程序的工具。如果該模板沒有出現(xiàn),則可以在Windows菜單下選擇showToofsPaeltte命令以顯示該模板。當(dāng)從模板內(nèi)選擇了任一種工具后,鼠標(biāo)箭頭就會(huì)變成該工具相應(yīng)的形狀。當(dāng)從Windows菜單下選擇了showHelpwindow功能后,把工具模板內(nèi)選定的任一種工具光標(biāo)放在框圖程序的子程序(subvi)或圖標(biāo)上,就會(huì)顯示相應(yīng)的幫助信息。
口的空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵以彈出功能模板。LbaviEW使用“所見即所得”的可視化技術(shù)建立人機(jī)界面。提供了大量的儀器面板控制對(duì)象,如各種開關(guān)、指示燈、滑動(dòng)條、進(jìn)程條、柱狀圖、溫度計(jì)、旋紐、儀表等。如圖3一4所示。(2)基于數(shù)據(jù)流的編程思想對(duì)一個(gè)節(jié)點(diǎn)而言,只有當(dāng)它的所有輸入端口上的數(shù)據(jù)都成為有效數(shù)據(jù)時(shí),它才能被執(zhí)行。當(dāng)節(jié)點(diǎn)程序運(yùn)行完畢后,它把結(jié)果數(shù)據(jù)送給所有的輸出端口,使之成為有效數(shù)據(jù)。并且數(shù)據(jù)很快從源送到目的端口。(3)完備的函數(shù)庫(kù)和專用工具箱LbaVIEW提供了大量的函數(shù)庫(kù)供用戶直接調(diào)用。除了包括基本的數(shù)學(xué)函數(shù)、字符串處理函數(shù)、數(shù)組運(yùn)算函數(shù)和文件Io/函數(shù)外,還有高級(jí)分析函數(shù)庫(kù),具有信號(hào)生成、時(shí)域和頻域分析、信號(hào)加窗、濾波等數(shù)字處理和數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線性分析、曲線擬合、線性代數(shù)等數(shù)值分析計(jì)算能力;工具箱庫(kù),包括結(jié)構(gòu)化程序語言工具箱、統(tǒng)計(jì)過程工具箱、PDI控制工具箱、測(cè)試運(yùn)行工具箱、圖形控制工具箱;綜合時(shí)頻分析控制箱,具有快速頻變信號(hào)的實(shí)時(shí)頻譜分析、語音處理、聲納、雷達(dá)、振動(dòng)信號(hào)分析和動(dòng)態(tài)信號(hào)監(jiān)控等功能;儀器驅(qū)動(dòng)函數(shù)庫(kù),提供了包含500多種,40多個(gè)廠家制造的硬件驅(qū)動(dòng)程序。(4)靈活的接口技術(shù)和多操作系統(tǒng)支持LabvIEw是一個(gè)開放式的開發(fā)平臺(tái)
根據(jù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的通常作用,系統(tǒng)一般可以分為數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)顯示分析模塊以及查詢分析、報(bào)表模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)模塊等。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一般軟件結(jié)構(gòu)如圖3一5。圖3一5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)3.4設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3·4·1數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)[421143]1.DAQ設(shè)備的安裝配置在使用LbavEIW進(jìn)行DAQ編程應(yīng)用之前,需要首先安裝DAQ設(shè)備,并進(jìn)行一些必要的配置。下面以N4I472數(shù)據(jù)采集卡為例,介紹如何在系統(tǒng)中安裝和配置DAQ設(shè)備。N4I472是一塊Pcl總線的動(dòng)態(tài)信號(hào)數(shù)據(jù)采集卡,其性能參數(shù)如下[’8]:8路同步采樣模擬輸入;16位精度;最高204.8KS/s采樣率;90dB動(dòng)態(tài)范圍;
本文編號(hào):2761637
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2005
【分類號(hào)】:TH17
【圖文】:
并可以放置在屏幕的任意位置。操縱模板共有三類,為工具(Tool)s模板、控制(Cnortof)s模板和功能(Funetions)模板。工具模板.(介015Palette)如圖3一l。圖3一l工具模板工具模板為編程者提供了各種用于創(chuàng)建、修改和調(diào)試vi程序的工具。如果該模板沒有出現(xiàn),則可以在Windows菜單下選擇showToofsPaeltte命令以顯示該模板。當(dāng)從模板內(nèi)選擇了任一種工具后,鼠標(biāo)箭頭就會(huì)變成該工具相應(yīng)的形狀。當(dāng)從Windows菜單下選擇了showHelpwindow功能后,把工具模板內(nèi)選定的任一種工具光標(biāo)放在框圖程序的子程序(subvi)或圖標(biāo)上,就會(huì)顯示相應(yīng)的幫助信息。
口的空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵以彈出功能模板。LbaviEW使用“所見即所得”的可視化技術(shù)建立人機(jī)界面。提供了大量的儀器面板控制對(duì)象,如各種開關(guān)、指示燈、滑動(dòng)條、進(jìn)程條、柱狀圖、溫度計(jì)、旋紐、儀表等。如圖3一4所示。(2)基于數(shù)據(jù)流的編程思想對(duì)一個(gè)節(jié)點(diǎn)而言,只有當(dāng)它的所有輸入端口上的數(shù)據(jù)都成為有效數(shù)據(jù)時(shí),它才能被執(zhí)行。當(dāng)節(jié)點(diǎn)程序運(yùn)行完畢后,它把結(jié)果數(shù)據(jù)送給所有的輸出端口,使之成為有效數(shù)據(jù)。并且數(shù)據(jù)很快從源送到目的端口。(3)完備的函數(shù)庫(kù)和專用工具箱LbaVIEW提供了大量的函數(shù)庫(kù)供用戶直接調(diào)用。除了包括基本的數(shù)學(xué)函數(shù)、字符串處理函數(shù)、數(shù)組運(yùn)算函數(shù)和文件Io/函數(shù)外,還有高級(jí)分析函數(shù)庫(kù),具有信號(hào)生成、時(shí)域和頻域分析、信號(hào)加窗、濾波等數(shù)字處理和數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線性分析、曲線擬合、線性代數(shù)等數(shù)值分析計(jì)算能力;工具箱庫(kù),包括結(jié)構(gòu)化程序語言工具箱、統(tǒng)計(jì)過程工具箱、PDI控制工具箱、測(cè)試運(yùn)行工具箱、圖形控制工具箱;綜合時(shí)頻分析控制箱,具有快速頻變信號(hào)的實(shí)時(shí)頻譜分析、語音處理、聲納、雷達(dá)、振動(dòng)信號(hào)分析和動(dòng)態(tài)信號(hào)監(jiān)控等功能;儀器驅(qū)動(dòng)函數(shù)庫(kù),提供了包含500多種,40多個(gè)廠家制造的硬件驅(qū)動(dòng)程序。(4)靈活的接口技術(shù)和多操作系統(tǒng)支持LabvIEw是一個(gè)開放式的開發(fā)平臺(tái)
根據(jù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的通常作用,系統(tǒng)一般可以分為數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)顯示分析模塊以及查詢分析、報(bào)表模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)模塊等。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一般軟件結(jié)構(gòu)如圖3一5。圖3一5監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)3.4設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3·4·1數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)[421143]1.DAQ設(shè)備的安裝配置在使用LbavEIW進(jìn)行DAQ編程應(yīng)用之前,需要首先安裝DAQ設(shè)備,并進(jìn)行一些必要的配置。下面以N4I472數(shù)據(jù)采集卡為例,介紹如何在系統(tǒng)中安裝和配置DAQ設(shè)備。N4I472是一塊Pcl總線的動(dòng)態(tài)信號(hào)數(shù)據(jù)采集卡,其性能參數(shù)如下[’8]:8路同步采樣模擬輸入;16位精度;最高204.8KS/s采樣率;90dB動(dòng)態(tài)范圍;
【引證文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):2761637
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