机械零部件的磨损是机械设备最主要的故障之一,所以对对机械设备的磨损状态进行监控,具有十分重要的意义。铁谱技术是一种十分重要的磨损监控技术,它通过对磨损产物的类型、成分、浓度、尺寸等进行观察和测量,判断磨损发生的部位、严重程度和机器的运行状况。在实际监控过程中,将产生大量的监测信息和分析数据。但目前管理方法还比较落后,数据的处理多为人工的方法,监测结果生成速度慢,规范性差。
针对目前存在的实际问题,我们对磨损监控系统的信息域进行了深入的分析,在此基础之上针对磨损监控工作的特点,研制了通用的管理软件—“铁谱信息管理系统FIMS”(Ferrography Information Management System)。该系统用于管理以铁谱技术为主要监控手段的磨损监控系统所包含的全部信息。同时为了克服单项技术的局限性,实现对设备的全面监控,系统还可以实现对光谱数据和润滑油性能评定数据的管理。
- 二、铁谱信息管理系统FIMS的总体框架结构设计
- 系统的设计思想
铁谱信息管理系统FIMS的设计目标是综合管理磨损监控分析过程中产生的数据和信息,规范化分析过程,减少分析人员在数据处理时的重复、低效劳动,提高分析工作的效率。同时为了帮助分 析人员正确的进行分析和判断,我们总结铁谱分析知识和磨损监控经验编制新的磨粒图谱,并且综合利用数据库、多媒体等计算机技术,将新图谱建成为“计算机磨粒图谱库”。进一步地,将 计算机磨粒图谱库集成在铁谱信息管理系统FIMS的大环境之下,向分析人员培训规范化的分析知识,减少铁谱分析对人为因素的依赖,并通过提供实例丰富分析人员的工作经验,指导分析人员 正确进行铁谱分析工作。
图1. 铁谱信息管理系统FIMS的结构
铁谱信息管理系统FIMS的总体结构框图如图1所示。系统分为两层:底层是存储信息的系统数据库,包括存储与被监控设备和分析过程直接相关信息的磨损监控管理数据库和存储有关铁谱分析知识和磨损监控经验信息的计算机磨粒图谱库两部分,通过数据库的互连可以相互交换信息。系统的上层是管理信息的应用系统,它是用户与数据库进行通信的桥梁和操作简单、功能集中、符合用户的思维和使用习惯的用户接口。
图2. 铁谱信息管理系统FIMS的分解图
磨损监控管理数据库:存储实际监控分析过程中产生的信息,包括设备基本情况、油样的采集、铁谱定性分析、铁谱定量分析、光谱数据、润滑油理化指标、典型铁谱照片、谱片上的典型磨粒等。
铁谱分析知识库:存储基本磨损理论、铁谱磨粒识别的方法、典型磨粒的形成机理和典型磨粒的照片,涉及摩擦副形式、材料、磨损原因、磨损类型、表面破坏形式、典型磨粒及其照片等。
磨损监控实例库:存储典型机器系统、磨损工况和监控实例、铁谱分析实例和照片等。
其中,铁谱分析知识库和磨损监控实例库构成计算机磨粒图谱库的基本内容。三个系统数据库之间的相互连接,实现信息的共享。
磨损监控管理系统:该子系统以磨损监控管理数据库为基础,管理磨损监控全过程中产生的数据和信息。可以实现对数据库中的信息进行增、删、改等基本操作和数据的自动计算处理,通过多种有效途径和方式进行信息的查询,输出磨损监控分析报告单和定量参数曲线。并且根据铁谱分析知识库中的知识对磨损原因进行分析,在报告单上列出当前可能存在的磨损原因。
铁谱分析指南:该子系统以铁谱分析知识库为基础,按照不同的主题显示数据库中的信息,使用户方便的浏览、查阅库中的内容,逐步学习、掌握基本的磨损理论和正确识别磨粒的方法。
磨损监控实例手册:该子系统的功能是综合调用存储在铁谱分析知识库和磨损监控实例库中的数据,使用户方便的浏览、查阅库中的内容,并通过实例学习掌握利用铁谱技术进行磨损监控的方法。
三个子系统均独立于数据库之上,综合调用三个数据库中的数据。子系统既可以独立运行,又能够集成在统一的环境之下构成完整的铁谱信息管理系统FIMS,系统总的功能框图如图3所示。框图为层次树状结构,最顶层为控制菜单,在总体上控制整个系统的运行;在第二层实现数据管理、查询和输出,并实现对铁谱分析指南子系统和磨损监控实例子系统的调用;数据管理模块实现对磨损监控过程中的信息进行分类管理,各自又分别包括输入、修改和浏览三种功能。
图3. 铁谱信息管理系统FIMS功能框图
硬件:486DX2-100M微机,16M内存,800M硬盘,打印机等必要的外围设备, 显示器显示模式为640×480。
软件:MS Windows9x,Microsoft Access。
集铁谱技术、光谱技术和润滑油性能评定等多种监控方法于一体,综合管理设备基本情况、油样采集程序、铁谱定性定量分析数据、光谱分析数据、润滑油性能指标等多种信息,对设备的磨损状况进行较为全面的监控,并且可以同时监控多台设备。
在统一环境下完成数据的处理与管理、曲线绘制、报告输出等多项功能,避免在多个应用程序之间频繁切换,便于用户使用,具有较高的集成度。
提供联机铁谱分析指南和磨损监控实例手册,指导工作人员正确地进行分析。
软件运行在Windows环境下,通用性好,可移植性强。
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