基于虚拟仪器的远程监测与诊断系统研究及开发

论文摘要

随着科学技术日新月异的发展,现代的工业中的生产设备趋向大型化,高速化、自动化和集成化,设备一旦发生故障,将给企业造成巨大的损失。由此可见,设备运行状态的好坏直接关系着生产效率,对其进行在线监测,可以实现对设备的趋势预报和故障的及时排除。然而,在很多的情况下,设备现场的技术人员有限,技术力量不够,一些疑难或突发故障就难以得到及时有效的解决,这样势必给企业造成巨大的损失,这对设备的状态监测与故障诊断提出了更高的要求。因此,本文针对传统的在线监测与故障诊断中对设备远距离监测、应急诊断、有效维护和高效管理方面存在的不足,以沈阳冶金机械有限公司生产的隔膜泵为对象,利用虚拟仪器技术,结合Web技术,对设备进行了远程状态监测与故障诊断方面的研究。本文讨论了进行远程监测与诊断的B/S和C/S两种设计模式,根据企业的要求和设备的特点及计算机体系结构,本文确定了以B/S和C/S两种模式混合的设计模式作为对设备进行远程监测与诊断的实现模式,在此模式下进行了网络架构和系统开发。论文引入了虚拟仪器技术,利用虚拟仪器设计软件Labview设计了数据采集发布系统和远程监测诊断系统。使用DataSocket技术和TCP技术实现了数据远程实时传输,具有很好的传输效果,真正实现了设备的远程实时在线监测与故障诊断。为了对动态原始信号、分析诊断后的结果数据以及设备的状态参数和采样参数进行科学管理,本文采用了文件、数据库和报表及报告三种数据管理方式,并开发了数据库系统。另外,本文还结合Web技术开发了隔膜泵远程监测与诊断交互式平台,在该平台下,能够实现远程浏览、专家协同会诊、资源共享以及报表报告服务等功能。本文的研究成果丰富了设备状态监测与故障诊断的理论和方法,解决了实现远程监测和诊断的若干关键问题,为隔膜泵状态监测和故障诊断提供了新的途径,为以后的探索积累了一定的研究经验。然而,远程监测和诊断是一个复杂的、涉及多个学科的系统工程,还有许多的工作需要更进一步的完善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.1.1 课题背景
• 1.1.2 远程监测与诊断的意义
• 1.2 设备状态监测与故障诊断发展历程
• 1.3 远程监测与诊断的研究现状
• 1.4 虚拟仪器技术
• 1.4.1 虚拟仪器概述
• 1.4.2 基于Web的网络化虚拟仪器技术
• 1.4.3 虚拟仪器技术在远程监测与诊断中的应用
• 1.5 本文的主要研究工作
• 第2章 系统总体设计
• 2.1 设备简介
• 2.2 远程监测与诊断的实现模式设计
• 2.2.1 C/S模式设计
• 2.2.2 B/S模式设计
• 2.2.3 C/S和B/S混合模式设计
• 2.3 系统的结构设计
• 2.3.1 系统网络架构
• 2.3.2 系统的功能结构
• 2.4 系统的硬件设计
• 2.4.1 硬件选型
• 2.4.2 仪器硬件驱动及结构组成
• 2.5 系统的软件设计
• 2.5.1 LabVIEW简介
• 2.5.2 系统软件结构
• 2.5.3 三大子系统设计
• 第3章 远程数据通信设计
• 3.1 网络技术基础
• 3.1.1 计算机网络协议及体系结构
• 3.1.2 网络结构模型
• 3.1.3 HTTP协议
• 3.2 基于虚拟仪器的数据远程传输设计
• 3.2.1 基于C/S模式的DataSocket技术
• 3.2.2 基于B/S模式的远程面板技术
• 3.2.3 LabVIEW中的TCP技术
• 3.3 网络通信安全设计
• 3.3.1 DataSocket技术通信安全设置
• 3.3.2 远程面板技术的通信安全设置
• 3.3.3 TCP技术的通信安全设置
• 第4章 信号分析与数据管理
• 4.1 工程信号分析及故障诊断
• 4.1.1 信号预处理
• 4.1.2 幅域分析
• 4.1.3 时域分析
• 4.1.4 频域分析
• 4.1.5 倒频谱分析
• 4.1.6 趋势分析
• 4.1.7 小波分析
• 4.2 基于虚拟仪器的工程数据管理
• 4.2.1 文件管理设计
• 4.2.2 数据库管理设计
• 4.2.3 监测报表和诊断报告设计
• 4.3 本章小结
• 第5章 远程监测与诊断中心交互式平台的开发
• 5.1 交互式平台开发技术
• 5.1.1 ActiveX技术
• 5.1.2 Web动态网页技术
• 5.2 交互式平台设计
• 5.2.1 服务器端开发方案
• 5.2.2 服务器端程序设计
• 5.2.3 ASP技术在Web数据库访问中的应用
• 5.3 平台的相关介绍与展示
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢