基于LabVIEW的设备远程监测系统研究
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一个典型的远程监测系统由硬件系统和软件系统两部分组成。
(1)硬件系统。监测系统硬件结构如图1所示。此系统的基本工作原理是,ZK-3VIC型振动实验台作为被测对象,加速度传感器将振动信号转换为电压信号,由于传感器拾取的信
号比较微弱,且常伴有噪声的干扰,所以要对信号进行滤波和放大,这些工作由INV多功能抗混频滤波放大器来完成,DAQCard-6062E将经滤波放大后的模拟信号转换为数字信号,
以便于微机处理,服务器和客户机为两台计算机。
(2)软件系统。软件是状态监测系统的核心,选择合适的软件开发平台,可以提高系统性能,缩短开发周期,降低开发费用。在此,采用LabVIEW 7 Express作为开发平台。利
用它的内置模块实现信号数采控制、分析与处理、储存、结果输出及网络通信等功能。
系统采用模块原则进行结构设计,包括传感器信号拾取模块、传输与调理模块、数据采集模块、网络通信模块、实时状态监测模块。系统主要功能如下:
(1)实时数据采集与报警。在本地实时监测设备的工作状态,并进行高速数据采集和数据发布;
(2)远程在线监测与分析。在网络监测中心,对接收到的数据进行实时处理和异常监测,并对数据进行存储以供事后故障分析;
(3)远程故障诊断。一旦设备发生故障,能及时诊断。
本系统的最大特色在于实现了设备的远程监测,可在客户机上在线设置数据采样率、每次所读数据点数等重要采样参数,取得和在服务器上设置同样的效果,非常方便的实现
了终端控制功能,并对所采数据进行实时分析和处理。
本系统以ZK-3VIC型振动实验台为监测对象,对它的转子存在的不平衡故障进行监测。图2和图3分别是服务器程序和客户机程序前面板。图2是对实验台上8个测点采集到的时域
信号;图3是客户机接收到的原始数据及其经加窗、滤波处理后的FFT变换频谱图,它是对原始数据的实时分析结果。在客户端可以控制数采时的采样速率和每次采样点数等平时只
能在服务器上实现的功能;窗函数和滤波器等都可在线选择,有7种可选择的窗和5种可选择的滤波器。URL的中间段是服务器的IP地址,服务器和客户机的URL完全一样。另外,在
程序运行之前要在MAX中设置DS Server Manager,由于要在客户机实现控制采样块数和每次采样点数,所以在通信两端必须都运行DS Server,才能保证正常通信;对所采数据通过
编程实现实时传输,对采样速率、采样点数通过前面板链接实现通信;从图3的谱分析结果可以看出,转子故障的特征频率为60Hz及其整数倍频。
本文介绍的监测系统的核心是程序软件。充分应用DS技术实现数据通信,对原始信号的传输采用编程实现,采样速率和每次采样点数的控制在前面板设置;对原始数据在客户
端进行实时分析,取得了满意的效果。若要对多个设备同时进行监测,只需把客户机程序安装在不同的现场,同时根据具体的测控要求进一步完善即可。