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摘要：电机控制系统是决定生产系统稳定和高效运行的核心，为了更加直观方便的观察和分析控制效果的优劣，并方便快捷的实现对控制参数的修改，使控制效果达到最佳，本文设计并实现了基于WPF的电机控制系统监控软件。软件采用C#编程，充分利用了WPF的多线程技术和数据绑定技术，为用户提供了友好的人机界面，实现了对电机控制系统参数的高速实时采样、实时显示、实时保存等功能，保证了对电机控制系统运行状态的实时监控。本文首先给出模块化的设计框架，并在此基础上对各个模块的设计方案进行了具体的介绍，然后详细阐述了软件中用到的多线程和数据绑定这两个关键技术，最后对软件运行效果进行了测试，给出了软件的运行效果图，通过测试，监控软件各部分功能满足设计的要求。
关键词：电机检测控制系统应用
在线监测系统通过实时在线监测设备运行状态，根据运行状态数据评估和鉴定设备健康水平，提前发现并预警设备将要发生的故障，并出具建议措施进行设备检修或进行设备替换。在线监测系统现阶段主要针对计量表计鉴定设备中的传动电机进行状态进行在线监测和评价，以及出具处理措施的建议。系统实现功能需完成三部分主要工作，分别是电机运行电气数据（电流、电压等）的采集、电机运行工况数据（温度、振动和噪声等）采集、数据分析及故障诊断、故障预警等。
1、电机控制系统和电机监测的概念
1.1电机控制系统概念
电机控制系统是指利用计算机设置生产程序，通过控制装备远程遥控生产过程，它具有自动化、智能化、高效化[1]等三个特征，从电机控制系统本身来说，自动化是其最基本的特征，它能借助通信领域的力量，远程监控机械生产，工作人员能够通过微型计算机检测生产细节，当生产过程出现问题时，能较快解决；从电机企业工作人员角度来说，智能化特征能够帮助工作人员减少工作量，在一定程度上避免人工失误，当机械生产环境较危险时，智能化电机控制系统能够代替人力作业，保障工作人员安全；从电机行业的角度来说，电机控制系统将行业连接成一个整体，高效化特征能提高行业生产效率，促进新技术手段和综合控制系统出现。
1.2电机监测的概念
电机监测是指依靠控制装置和控制器，设定生产工作程序，在没有人力直接参与的情况下，按照一定生产规律运作，相对人工控制而言，它具有独特优势，比如电机监测中的硬盘驱动，这种“伺服系统”能精确定位，在嘈杂的工作环境中依然能稳定工作。
2、电机控制系统中电机监测的应用途径
2.1电机监测应用于电机控制装备
电机监测核心内容是控制装备和控制器，用一个简单的实例来说，当需要记录电机控制装备的运转速度时，要利用控制器来测试。在目前很多电机企业都开始引进新型电机监测，比如PLC，即可编程逻辑控制器[2]。
电机控制装备中加入控制器，将生产系统联合成整体，工作人员在监控生产过程时，能及时发现问题并解决，这样不仅避免了企业经济损失，也优化了产品质量。在这个自动化过程中，控制器在一定程度上能代替人力作业，以精密的计算程序代替人脑，减少人工失误。
2.2电机监测应用于电机微型计算机
自动化控制技术应用于电机微型计算机，其利用控制装备建立数学模型，同时在微型计算机的辅助下，控制相关生产程序，它具有三方面的优势，第一方面，从微型计算机生产价值来说，协调了自动控制和电机规律之间的关系，促进了单元技术的融和，电机监测应用于电机领域以来，产生了巨大的生产价值，提升了产品科技含量，缩短了产品生产周期，同时延长了设备使用周期，减少了企业投入，需要注意的是，在这个过程中，促使了工程师不断研发新型电机模型，提高了工作能力；第二方面，从安全角度来说，微型计算机中加入自动化，能较快感知危险，比如电机生产线中某一生产环节出现漏洞，自动控制装备能立即停止机器运转，减少企业经济损失；第三方面，从电机一体化的角度来说，自动化技术为电机一体化提供了技术基础，比如传感检测等。
3、电机运行工况数据（温度、振动和噪声等）采集
3.1数据处理
1）信号时域分析方法
自适应滤波、时域平均与自相关分析是常见的几种时域消噪方法，这些方法在消噪的同时保留了信号的时域特征，可用于分析信号特征。时间序列模型参数与统计分析参数是常用的信号时域特征参数提取方法，这些参数可用于电机故障诊断。
2）信号频域分析方法
傅立叶分析广泛地应用于电机故障诊断领域，它包括:频谱分析、相关分析、相干分析、传递函数分析、细化谱分析、时间序列分析、倒谱分析、包络分析等。
傅立叶分析是处理平稳信号的最佳方法，实际应用中主要存在频谱混叠、频谱泄漏和栅栏效应等不足，这些因素将影响检测效果。
3）信号时频分析方法
短时傅立叶分析和小波分析是目前应用较多的时频分析方法。它们主要用于非平稳信号的处理。短时傅立叶分析通过对信号加一滑动时窗把信号进行分段处理，将非平稳信号化为若干局部平稳信号来处理，得到信号局部时段内的频谱来反映信号频谱随时间变换的特征。短时傅立叶分析具有固定的时一频窗，不适合分析高低频混合的暂态非平稳信号。小波分析通过对信号加变尺度的滑动时窗对信号进行截取和分析，具有优良的时频局域化特性，能对信号中短时高频成分进行准确定位，也能对信号中的低频缓变趋势进行估计。因此，小波分析越来越广泛地被应用于电机在线监测和故障诊断领域。目前，国内外的研究工作主要集中在应用连续小波变换、离散小波变换、故障信号的小波分解与重构、故障特征的小波包系数提取等方法，来检测异步电机的定子绕组故障、转子断条、轴承异常振动等故障。本系统将傅立叶分析和小波分析作为信号处理方法对电机定子电流进行分析。
3.2故障诊断和故障预警
1）转子状态诊断：转子断条在电流特征中，电动机极通过频率PPF（滑差x极数）表现为工频的边带，在FL±PPF处可看到峰值。工频峰值和极通过频率边带峰值的幅值差是转子条健康的状态指标。
2）动态偏心的诊断：
动态偏心是存在变化的定转子气隙的现象，一般由轴承座或端盖磨损引起。这是一个严重问题，它可迅速损坏轴承和轴承座，最终导致转子摩擦定子。建议密切监视这个状态。在电流频谱中它表现为条通过频率工频边带上的转速边带。动态偏心=RBxRS±nFL±RS
3）轴承问题
轴承故障有一组独特的故障频率，据此可识别轴承问题。在电流频谱中这些故障频率峰值的存在指示轴承故障（内圈、外圈、滚动体或保持架），劣化的程度根据这些峰的幅值大小评估。
4）电能质量分析
谐波分析从谐波次数尽早发现故障根源：比如：奇波THD>5%可能出现3或5次强谐波:3次——较大不平衡电流及零线电流，可能源于供电电源，导致定子绕组过热；
4、结束语
电机监控和控制系统的应用，它能协调企业投资和收益之间的关系，提高企业生产效率，推进智能化进程。企业要顺应时代发展潮流，用信息化、自动化带动企业经济模式转型，从粗犷型经济转变为集约型经济，节约生产成本，提升工作人员素质，打造企业良好品牌。
参考文献:
[1]董海燕.基于CAN通信的风机变流器监控技术的研究[J][硕士学位论文]安徽理工大学,2009.
[2]宁歆.基于LabVIEW的虚拟数字示波器的设计与实现[J][硕士学位论文]第一军医大学,2010
[3]李建林,张仲超.CANBUS总线简介及其在电力系统中的应用[J]电力系统及其自动化学报,2012(5)