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[图文]基于LabVIEW开发的转机在线监测系统 |
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| 基于LabVIEW开发的转机在线监测系统 |
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作者：佚名 文章来源：网上搜集 点击数： 更新时间：2008-6-22 14:09:05  |
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摘 要：在大型石化企业中，大机组的在线监测系统随着计算机技术的发展而不断完善。本文所论述的基于虚拟仪器技术开发在线监测系统的设计思想和实现方法，是基于美国NI公司的LabVIEW而开发的一套实用的在线监测系统。在现场运行环境下采集振动参数，并进行实时在线监测和分析，从而为正确指导设备维护、保证大机组长周期可靠运行发挥重要作用。
关健词：LabVIEW；在线监测
中图分类号：TH 165.3 文献标识码：B
一、系统总体结构
旋转机械在线监测系统是一个机电仪一体化的集成系统，它既符合一般机电系统研制的普遍规律，也有对旋转机械进行故障诊断所提出来的特殊要求。
1．可靠性。作为保证应用对象工作可靠性的重要手段，在线监测系统理应比所监测对象具有更高的可靠性。
2．实用性。系统硬件的配置与软件的操作应考虑用户方便，满足使用要求。设备出现故障前应能预警，出现故障时应能及时监测并作出相应的分析和诊断。
3．先进性。硬件方面，应使用高性能的各类传感器、高精度的A/D转换、分布式的智能化系统和高效的网络通信系统等；软件方面，如全中文的基于鼠标操作的Windows操作环境和开发平台以及自动恢复技术等。
4．可扩展性。考虑到电子技术的不断发展，软件的升级换代等，系统研制及设计时应考虑到今后的扩展和自开发问题。这是保证其技术发展连贯性和一致性的要求。
5．可维护性。系统应易于用户的检查、维护和操作等。
6．独立性。系统应有一定的独立性。投人或断开情况下不影响原生产仪表的正常工作。
由此确定如图1所示系统总体结构图。
系统是采用基于Fast Ethernet的网络结构，由采集站、操作站、分析站构成。在整体结构上，对各个机组都建立数据采集站，对所采集的数据经过一定的处理，通过网络分别传送给控制室操作站和设备室分析站，整个系统是分布式的网络形式，还可与FDDI连接组成一个监测网络。从长远来看，当网络达到一定规模时，效率就会得到充分提高。通过现代网络技术，可以把现场机组运行状态的各种数据实时传送到富有经验的分析诊断专家的面前，对全网络上机组的运行状况作出正确判断并提出指导性意见，以弥补现场诊断的不足，从而实现对机组远程在线故障诊断的要求。
二、硬件构成
1．采集站
采集站完成的是对现场设备信号的实时采集，因而必须具有连续工作的能力，无论硬件和软件都应具有很高的可靠性。
硬件采用PC 104总线工控机，A/D采集卡使用美国RTD公司提供的16路单端／8路差分通道，－采样频率最大为150 kHz；电压输入范围+5~-5V，+10~-l0V，0~10V，支持DMA转换；三个16位记数／定时通道，非常适合于高速记录采集数据；单个采集站可同时采集48个测点。采集站为无硬盘工作，本系统采用FAASH盘做固态电子盘，用来存储采集站的下位机启动软件和应用软件。
2．控制室操作站
控制室操作站是为现场操作人员实时监测机组的运行状态而设立的。采集站采集的机组运行数据通过网络打包传送，在控制室操作站将数据还原，以获得机组运行状态的各种不同类型信号（振动、轴位移等），实施各种不同类型信号的处理、分析、显示、记录及报警，以完成对机组的运行状态的在线监测。PC104工控计算机带2MB FLASH盘，内置10/100MB网卡，采用Windows98操作系统及相应的监测软件。
3．设备分析操作站
设备分析操作站的作用是为现场工程技术人员分析诊断机组的运行状态而设立的，它把采集站通过网络传来的数据还原，经软件包分析诊断，以帮助专业工程技术人员分析诊断机组的运行状态。采用商用计算机或工控机，内置10/100MB网卡，采用Windows98操作系统和设备分析操作站软件等。
三、系统软件结构
1．采集站软件
软件开发平台采用基于DOS 6.22的BC++语言编程环境，波形数据的快速采集使用DMA方式处理。网络使用Windows for Workgroups3.11。
2．控制室操作站
采用Windows98操作系统，监测软件的开发平台使用LabVIEW5.10
3．分析操作站
采用Windows98操作系统，软件的开发平台使用LabVIEW5.1及分析包附加软件。
LabVIEW是一种图形化编程语言，和常用的VB、VC编程语言区别很大。LabVIEW所要做的是建立虚拟仪器，而不是编写程序，在指定其功能时，只需直接将流程图结合在一起，对控制及加工工程师而言是很自然的设计概念。在LabVIEW的函数库中，包含了流程的自动化符号、I/O、分析、历史记录，以及网络连接功能，其他的功能可以方便地利用各种标准（如ACTIVEX等）与各项应用共享信息开发。
四、系统主要功能
1．监测显示功能
这项功能是通过操作站监测软件实时显示采集站传来的数据，通过棒图和机组图来显示设备振动、位移和一些相关的机组信号。
2．报警功能
通过对数据的分析，参考确定各测点的报警值，通过此项功能显示各个测点报警的情况，及时提醒现场人员对报警的测点进行分析或做相应处理。
3．分析诊断功能
利用LabVIEW开发的设备分析操作站软件可以提供时域波形图、频谱图、趋势图等，以便及时维护和提供指导性意见。
该套系统对机组的运行和维护可起到重要的参考作用。实践证明，用LabVIEW开发的这套在线监测系统集中了国内外在线监测系统的优点，具有成本低、开发周期短等优点，是比较适合国内石化企业及其他流程工业的实用在线监测系统。
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| 文章录入：设备管理 责任编辑：设备管理 |
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