旋转机械振动在线监测系统的研究与开发

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 11次 | 上传用户:calvin0932
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在旋转机械的使用过程中,故障的发生常常难以避免。一旦旋转机械的某一部位发生故障,轻则影响工业生产效率,降低旋转机械使用寿命,重则威胁工作人员的生命财产安全,造成不可估量的损失。为了尽可能的减少不必要的灾难发生,及时发现并处理故障问题是极其需要的。本文以某造纸厂造纸电机为研究对象,针对具体的旋转机械设备,从系统需求出发研究与开发旋转机械振动在线监测系统。首先,通过对旋转机械振动在线监测系统的国内外研究状况进行深入了解,对系统设计内容做出整体规划。在对旋转机械的常见故障类型及故障原因的全面分析的基础上,将旋转机械振动在线监测系统主要分为两部分进行设计,即硬件部分和软件部分。其次,对振动信号的预处理过程进行简要分析,并选用小波算法对信号进行分析处理。现场采集到的信号中不可避免的会夹杂噪声等干扰信号,且有用信号可能十分微弱,因此必须设计信号预处理过程,对信号进行必要的滤波、放大、隔直等操作。小波变换具有多分辨率分析的特点,因此具有对非平稳信号局部化分析的突出优点,有良好的时频定位功能,非常适合探测正常信号中夹杂反常信号,对故障检测和诊断具有良好效果。再次,设计旋转机械振动在线监测系统的硬件部分。选择ARM芯片作为微控制器和电涡流传感器作为信号采集工具。以微控制器为核心设计旋转机械振动在线监测系统的硬件部分,主要包括电源电路的设计、接口电路的设计、存储电路的设计、信号预处理电路的设计与模数转换电路的设计。然后,设计旋转机械振动在线监测系统的软件部分。针对旋转机械控制系统的功能要求,在Visual Studio2010开发平台下用高级编程语言C#完成软件部分的开发,实现对旋转机械系统的实时监控,并实现对数据查询、绘制、通讯等功能。建立旋转机械振动在线监测系统数据库,对监测数据进行统一管理,方便工作人员对历史数据的查询。最后,使用小波算法进行示例仿真。通过仿真实例来了解数据分析处理过程,并与故障特征进行对应,完成旋转机械故障诊断的分析处理及诊断过程。
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