基于LabVIEW的转动设备故障诊断系统开发.pdf
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1、基于LabVIEW的转动设备故障诊断系统开发李群1,姜连轶2(1.吉林省科学技术协会信息中心,吉林长春摘要:使用LabVIEW编程软件及数据采集卡等硬件设备,开发应用于转动设备的故障诊断系统。给出系统开发的总体方案,对硬件选型和软件的指标超限报警、频域分析等功能进行详细介绍。经过实际应用验证,该系统能满足现场使用要求,可以应用于多行业转动设备的故障诊断,具有一定的应用价值。关键词:LabVIEW;故障诊断;系统开发中图分类号:TP273文献标识码:B0引言转动设备是电力、化工、船舶等众多行业必不可少的重要组成部分,其工作状态直接关系到整套系统能否满足技术要求和安全稳定地工作。随着各行各业生产系
2、统日趋复杂化,以及对设备运行可靠性要求的不断提高,转动设备安全指标也得到越来越多的关注,而振动又是最能体现转动设备状态的安全指标。目前生产系统朝着复杂化、多样化的趋势发展,传统的定期、定点测量轴承通频振动的方法已经不能满足多种类、多型号、多设备的大规模生产中转动设备故障诊断的需求。因此测量分析振动的通用设备成为业内研究的新方向,众多专家对转动设备故障诊断系统的研发都人了大量精力叫。LabVIEW是美国国家仪器公司(NI公司)研发的编程环境,提供了“声音与振动工具包”等多种工程环境的开发工具,以数据流为程序开发的核心思想,优化了程序的开发方式,实现了“软件即仪器”的概念,极大地缩短程序的开发周期
3、,在工业测量和控制领域被广泛应用2。本文基于LabVIEW编程语言,搭建一套转动设备故障诊断系统。该系统适用于多行业的转动设备故障诊断,安装、使用方便,兼容性强,界面友好,便于故障诊断技术人员现场应用。1系统硬件设计转动设备故障诊断系统的硬件包括振动信号传感器、键相信号传感器、数据采集卡、便携式电脑及相关线材。系统硬件选型应首先保障鲁棒性的要求:振动信号传感器采用BENTLY公司的9 2 0 0 型速度传感器,速度传感器安装在转动设备轴承室上,采集转动设备的振动模拟信号;键相信号传感器采用MONARCH公司的ROS-P光电开关,可采用笔记本电脑USB接口的5 V直流电压供电,光电开关与粘贴在转
4、子上的反光贴纸配合,采集转动设备转速,并标记转子相位零点;数据采集卡采用阿尔泰公司的USB-8812产品,2 4 位ADC采样精度,转换速率高达2 1 6 KS/s,具有4 通道模拟电压信号设备管理与维修,2 0 0 5(8):3 2-3 5.3许伯强.异步电机绕组故障分析及其检测方法研究 D.保定:华北电力大学(河北),2 0 0 3.诊断技术130012;2.大唐东北电力试验研究院有限公司,吉林长春1 3 0 0 1 2)DOl:10.16621/ki.issn1001-0599.2023.10.62输入(AI),AIO连接光电开关测量转速,通道AI1-AI3连接速度传感器测量振动,数据采
5、集卡将采集的振动模拟信号和转速模拟信号转换为离散的数字信号,并将数字信号传递给笔记本电脑;便携式电脑采用华为MateBook14型产品。2系统软件的整体设计软件组成包括信号采集模块、信号时域分析模块、频域分析模块,其中信号时域分析模块包括数值测量和超限报警,频域分析模块包括频谱分析和阶次分析(图1)。时域分析数值测量超限报警图1 软件总体功能组成3信号采集模块程序设计由于数据采集卡采用阿尔泰公司的USB8812型产品,因此信号采集模块采用阿尔泰公司提供的API函数ArtDAQ进行编程。程序根据工作性质采用连续采样模式,系统采用磁电式速度传感器,因此无需IEPE激励,任务设置为“模拟电压输人”,
6、每通道采样数及采样率设置为2 0 0 0 0(图2)。E1020000默认连续采样DADAQ米光AI电压Dev1/aiO:320000图2 信号采集模块程序【4 舒朝君.电工原理 M.北京:电子工业出版社,2 0 1 8.5】王建华.电气工程师手册 M.北京:机械工业出版社,2 0 2 1.设备管理与维修2 0 2 3 No10(上)信号采集频谱分析采样时钟【编辑毕来金】173频域分析阶次分析DAQ4时域分析模块程序设计信号时域分析模块的功能为测量各通道的振动指标,包括振动位移和振动速度,并对指标是否超限进行评价。目前业内普遍采用振动幅值作为转动设备的考核依据和评价标准,而速度传感器采集的信号
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