專利名稱：燃?xì)廨啓C(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)測(cè)量、顯示、分析的燃?xì)廨啓C(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，可以對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，動(dòng)態(tài)顯示其振動(dòng)情況，以及其各種相關(guān)分析結(jié)果。
背景技術(shù)：
目前商業(yè)化的監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)雖然很多，但是其技術(shù)水平仍然是以傳統(tǒng)的分析方法為主，分析以信號(hào)的頻譜為基礎(chǔ)，故障的診斷也是對(duì)照其基頻，倍頻的大小來判斷。比較著名的美國Rockwell Automation公司的ENTEK旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，包括兩部分，即DataPAC 1500數(shù)據(jù)采集器和分析軟件EMONITOR Odyssey。其中數(shù)據(jù)采集器的作用，是從傳感器上取得數(shù)字信號(hào)，存儲(chǔ)，進(jìn)行簡單分析。Odyssey分析軟件是安裝在微機(jī)上，將數(shù)據(jù)采集器連接到微機(jī)上，可以通過軟件將數(shù)據(jù)采集器上的數(shù)字信號(hào)傳送到計(jì)算機(jī)的硬盤里，然后利用Odyssey軟件進(jìn)行分析。Odyssey軟件分為基礎(chǔ)版和高級(jí)版，作為一個(gè)商業(yè)軟件，雖然界面友好、使用方便，但是就其技術(shù)方面來說，主要在于信號(hào)分析的水平。其基礎(chǔ)版的數(shù)據(jù)圖形分析功能，包括幅值趨勢(shì)圖，頻譜圖，時(shí)域波形圖，頻段趨勢(shì)圖，單頻趨勢(shì)圖，譜陣圖；高級(jí)版在此基礎(chǔ)上，增加了報(bào)警功能，主要有幅值報(bào)警，頻譜報(bào)警，頻段報(bào)警，還增加了頻率的故障診斷。由此可以看出，其數(shù)據(jù)處理的方法仍然是傳統(tǒng)方法，分析手段主要是波形、頻譜，而且其故障診斷針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的較少，大多是針對(duì)電機(jī)、軸承、齒輪的。頻譜分析雖然可以反映燃?xì)廨啓C(jī)的故障，但作為唯一的指標(biāo)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這在目前已經(jīng)是一種共識(shí)。而且Odyssey系統(tǒng)沒有畫出轉(zhuǎn)子軸心的軌跡圖，也是一個(gè)很大的不足。目前的監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)與此類似，分析仍然以信號(hào)的頻譜為基礎(chǔ)，沒有引入時(shí)頻分析。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研制一套應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)測(cè)量、顯示、分析系統(tǒng)，可以對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，動(dòng)態(tài)顯示其振動(dòng)情況，以及其各種相關(guān)分析結(jié)果。
為了實(shí)現(xiàn)分析燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組振動(dòng)信號(hào)，預(yù)測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)工作狀態(tài)的目的，本系統(tǒng)由如下部分構(gòu)成硬件部分接口箱，采集卡，計(jì)算機(jī)接口箱有16個(gè)通道，在接口箱內(nèi)還包含消除直流干擾電路；采集卡32位數(shù)據(jù)采集卡；計(jì)算機(jī)IBM Pentium4臺(tái)式計(jì)算機(jī)；程序部分從大的方面主要有管理程序，分析程序，顯示程序。
管理程序?qū)⒉杉ǖ玫降臄?shù)字離散信號(hào)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)在窗口中顯示文件的各種屬性。同時(shí)還有編輯刪除文件的功能，可以設(shè)置管理員密碼；分析程序?qū)τ诖鎯?chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的信號(hào)進(jìn)行分析，得到分析結(jié)果；顯示程序?qū)⒎治鼋Y(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)、靜態(tài)的顯示。
程序部分包括參數(shù)設(shè)置單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)管理單元、數(shù)據(jù)分析單元、用戶管理單元；1、參數(shù)設(shè)置單元用戶在采集數(shù)據(jù)前，先輸入采集參數(shù)，將這些參數(shù)存入數(shù)據(jù)庫；2、數(shù)據(jù)采集單元該程序是從數(shù)據(jù)采集卡的存儲(chǔ)器中直接讀取數(shù)據(jù)，存入臨時(shí)數(shù)組，同時(shí)將底層存儲(chǔ)器清空，以保證采集數(shù)據(jù)的連續(xù)性；3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元每次采集的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)為一個(gè)單個(gè)的文本文件，同時(shí)將該組數(shù)據(jù)的相關(guān)鏈接信息，包括存儲(chǔ)名稱、采集時(shí)間、采集參數(shù)存入數(shù)據(jù)庫；4、數(shù)據(jù)管理單元程序?qū)⒉杉降臍v史數(shù)據(jù)信息列成表格逐行顯示，以備用戶查看、分析，或者刪除無用的數(shù)據(jù)；5、數(shù)據(jù)分析單元程序?qū)⒂脩暨x擇的數(shù)據(jù)文件的相關(guān)鏈接信息傳遞至Matlab程序，通過Matlab程序進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析、圖形回放；6、用戶管理單元程序?qū)⑹褂萌藛T的信息，包括姓名、密碼逐行顯示，以備管理員添加、刪除或用戶修改個(gè)人密碼。
對(duì)于采集的信號(hào)單元，采用Excel數(shù)據(jù)庫管理，可以由其通道數(shù)，自動(dòng)調(diào)用分析程序，實(shí)現(xiàn)其各種功能，包括信號(hào)的波形信號(hào)，峰-峰值、均值，功率譜，軌跡，小波分解，短時(shí)傅立葉變換，燃?xì)廨啓C(jī)的振動(dòng)趨勢(shì)圖，常見故障，如不平衡、動(dòng)靜件碰摩等的初步分析，為全面觀測(cè)燃?xì)廨啓C(jī)的振動(dòng)，預(yù)測(cè)其運(yùn)行提供了有力的保障。
首先在顯示上，基礎(chǔ)管理軟件采用VB語言編程，分析程序采用計(jì)算語言編程，通過動(dòng)態(tài)連接方法，將兩者結(jié)合起來。
發(fā)明的效果在顯示上，基礎(chǔ)管理軟件采用VB語言編程，分析程序采用計(jì)算語言編程，通過動(dòng)態(tài)連接方法，將兩者結(jié)合起來，與傳統(tǒng)的分析方法、相比，本發(fā)明采用了適合燃?xì)廨啓C(jī)振動(dòng)的新分析方法，可以動(dòng)態(tài)顯示燃?xì)廨啓C(jī)軸的渦動(dòng)軌跡，顯示其短時(shí)傅立葉變換，小波變換，通過對(duì)塔里木油田具體的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用，顯示了明顯的優(yōu)越性，顯示的動(dòng)態(tài)軌跡可以明顯看出軸的運(yùn)動(dòng)是否正常，燃?xì)廨啓C(jī)起、停車的短時(shí)傅立葉變換，可以明顯顯示出其轉(zhuǎn)速的變化、倍頻的變化，小波分析方法可以分解信號(hào)的主要成分，觀察燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行的主要振動(dòng)信號(hào)與高頻疊加信號(hào)，以及一些突變信號(hào)。


圖1程序部分流程框圖。
具體實(shí)施例方式
如圖一，對(duì)于程序流程中各個(gè)步驟描述如下1、程序啟動(dòng)這里彈出一個(gè)程序啟動(dòng)界面。
2、用戶登錄這里提示用戶輸入用戶名和密碼，程序確認(rèn)后方可進(jìn)入主界面。
3、進(jìn)入主界面這里用戶可以根據(jù)需要選取相應(yīng)的菜單進(jìn)行操作。
4、參數(shù)設(shè)置分別描述如下，4.1靈敏度用戶在這里輸入所采樣數(shù)據(jù)的靈敏度及其單位。
4.2通道選擇用戶在這里輸入所需的數(shù)據(jù)采集通道個(gè)數(shù)。
4.3采樣頻率用戶在這里輸入采集數(shù)據(jù)時(shí)的頻率。
4.4采樣點(diǎn)數(shù)用戶在這里輸入采樣數(shù)據(jù)的采樣點(diǎn)數(shù)。
5、數(shù)據(jù)采集程序根據(jù)用戶輸入的采樣參數(shù)采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集完成后繪制出各個(gè)通道的數(shù)據(jù)波形。
6、數(shù)據(jù)管理分為數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)分析兩部分，分別描述如下，6.1數(shù)據(jù)查詢用戶在這里選擇所需查找數(shù)據(jù)的相關(guān)信息(包括機(jī)組號(hào)、采樣時(shí)間、通道模式)，程序會(huì)根據(jù)用戶選擇的信息查找出相關(guān)數(shù)據(jù)，并列表逐行顯示，以備用戶進(jìn)一步操作。另外，在這里用戶還可以刪除已經(jīng)沒有用的數(shù)據(jù)。
6.2數(shù)據(jù)分析分別描述如下，6.2.1數(shù)據(jù)波形
6.2.2軸心軌跡6.2.3功率譜6.2.4小波變換6.2.5短時(shí)傅立葉6.2.6相關(guān)函數(shù)6.2.7趨勢(shì)圖6.2.8故障診斷7、用戶管理7.1人員維護(hù)管理員用戶在這里添加、刪除用戶。
7.2密碼維護(hù)普通用戶在這里修改自己的密碼。
權(quán)利要求
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，它是由接口箱，采集卡，計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)程序部分構(gòu)成，其特征在于程序部分包括參數(shù)設(shè)置單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)管理單元、數(shù)據(jù)分析單元、用戶管理單元；(1)參數(shù)設(shè)置單元用戶在采集數(shù)據(jù)前，先輸入采集參數(shù)，將這些參數(shù)存入數(shù)據(jù)庫；(2)數(shù)據(jù)采集單元該程序是從數(shù)據(jù)采集卡的存儲(chǔ)器中直接讀取數(shù)據(jù)，存入臨時(shí)數(shù)組，同時(shí)將底層存儲(chǔ)器清空，以保證采集數(shù)據(jù)的連續(xù)性；(3)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元每次采集的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)為一個(gè)單個(gè)的文本文件，同時(shí)將該組數(shù)據(jù)的相關(guān)鏈接信息，包括存儲(chǔ)名稱、采集時(shí)間、采集參數(shù)存入數(shù)據(jù)庫；(4)數(shù)據(jù)管理單元程序?qū)⒉杉降臍v史數(shù)據(jù)信息列成表格逐行顯示，以備用戶查看、分析，或者刪除無用的數(shù)據(jù)；(5)數(shù)據(jù)分析單元程序?qū)⒂脩暨x擇的數(shù)據(jù)文件的相關(guān)鏈接信息傳遞至Matlab程序，通過Matlab程序進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析、圖形回放；(6)用戶管理單元程序?qū)⑹褂萌藛T的信息，包括姓名、密碼逐行顯示，以備管理員添加、刪除或用戶修改個(gè)人密碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，其特征在于采集的信號(hào)單元，采用Excel數(shù)據(jù)庫管理，可以由其通道數(shù)，自動(dòng)調(diào)用分析程序，實(shí)現(xiàn)其各種功能，包括信號(hào)的波形信號(hào)，峰-峰值、均值，功率譜，軌跡，小波分解，短時(shí)傅立葉變換，燃?xì)廨啓C(jī)的振動(dòng)趨勢(shì)圖，常見故障的初步分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，其特征在于參數(shù)設(shè)置單元包括靈敏度單元用戶在這里輸入所采樣數(shù)據(jù)的靈敏度及其單位；通道選擇單元用戶在這里輸入所需的數(shù)據(jù)采集通道個(gè)數(shù)；采樣頻率單元用戶在這里輸入采集數(shù)據(jù)時(shí)的頻率；采樣點(diǎn)數(shù)單元用戶在這里輸入采樣數(shù)據(jù)的采樣點(diǎn)數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)管理單元包括分為數(shù)據(jù)查詢單元和數(shù)據(jù)分析單元兩部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃?xì)廨啓C(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)查詢單元用戶在這里選擇所需查找數(shù)據(jù)的相關(guān)信息包括機(jī)組號(hào)、采樣時(shí)間、通道模式，程序會(huì)根據(jù)用戶選擇的信息查找出相關(guān)數(shù)據(jù)，并列表逐行顯示，以備用戶進(jìn)一步操作，另外，在這里用戶還可以刪除已經(jīng)沒有用的數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃?xì)廨啓C(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)分析單元包括數(shù)據(jù)波形顯示；軸心軌跡顯示單元；功率譜顯示單元；小波變換顯示單元；短時(shí)傅立葉顯示單元；相關(guān)函數(shù)顯示單元；趨勢(shì)圖顯示單元；故障診斷顯示單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，其特征是可以對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，動(dòng)態(tài)顯示其振動(dòng)情況，以及其各種相關(guān)分析結(jié)果，顯示波形、峰－峰值、頻譜，對(duì)于位移信號(hào)可以動(dòng)態(tài)顯示轉(zhuǎn)子軸心軌跡，信號(hào)的時(shí)頻分析—小波變換、短時(shí)傅立葉變換、相關(guān)函數(shù)、每一測(cè)點(diǎn)的趨勢(shì)圖，并且針對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的常見故障，如不平衡、碰摩、不對(duì)中，進(jìn)行初步判斷，同時(shí)提供報(bào)警功能，顯示的動(dòng)態(tài)軌跡可以明顯看出軸的運(yùn)動(dòng)是否正常，燃?xì)廨啓C(jī)起、停車的短時(shí)傅立葉變換，可以明顯顯示出其轉(zhuǎn)速的變化、倍頻的變化，小波分析方法可以分解信號(hào)的主要成分，觀察燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行的主要振動(dòng)信號(hào)與高頻疊加信號(hào)，以及一些突變信號(hào)。
文檔編號(hào)G01M7/02GK101038231SQ200610064908
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月17日
發(fā)明者劉樓軍, 邵雨, 婁兵, 鄭鴻明, 薛為平 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司