LabVIEW設(shè)備監(jiān)測(cè)與故障預(yù)警

渠長(zhǎng)威+朱性福+蔣海洋

摘要：傳統(tǒng)的測(cè)控儀器由于費(fèi)用高，并且效率低下，準(zhǔn)確度不高，LabVIEW具有開(kāi)放性、靈活性等特點(diǎn)，將其運(yùn)用在機(jī)電設(shè)備的故障監(jiān)測(cè)和預(yù)警中，具有較高的精度、穩(wěn)定性和可靠性。本文將研究LabVIEW在設(shè)備監(jiān)測(cè)與故障預(yù)警中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：LabVIEW；設(shè)備；故障；預(yù)警

中圖分類號(hào)：TH277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）01-0059-01

1 LabVIEW的基本原理

傳統(tǒng)的測(cè)控儀器智能化程度較低，而且技術(shù)周期較長(zhǎng)，效率不高，在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)要求下逐漸的滯后。而計(jì)算機(jī)的虛擬化工具具有高效率，靈活性、開(kāi)放性等優(yōu)點(diǎn)，LabVIEW軟件就貫徹了這些優(yōu)點(diǎn)，在測(cè)試精度、穩(wěn)定性和可靠性方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

LabVIEW本身是一個(gè)功能完整的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，利用 LabVIEW 開(kāi)發(fā)出的程序統(tǒng)稱為 VI，這是一種具有層次化和結(jié)構(gòu)化特征的程序。LabVIEW 具有三種操作模板，包括工具模板、控件模板、函數(shù)模板。本文以帶式運(yùn)輸機(jī)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷為例分析LabVIEW的應(yīng)用。

2 基于LabVIEW故障監(jiān)測(cè)的總體設(shè)計(jì)

基于LabVIEW下的帶式運(yùn)輸機(jī)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的主要功能包括以下幾點(diǎn)；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)帶式輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)張力、運(yùn)行速度等指標(biāo)，通過(guò)指標(biāo)的參數(shù)設(shè)定來(lái)給出預(yù)警功能，顯示出輸送帶的張力和速度，保存數(shù)據(jù)分析和處理的結(jié)果。

2.1 硬件與軟件結(jié)構(gòu)

基于LabVIEW故障監(jiān)測(cè)的總體硬件如下：壓電加速度傳感器-->電荷放大器-->數(shù)據(jù)接口箱-->數(shù)據(jù)采集卡-->終端設(shè)備輸出。

整個(gè)系統(tǒng)包含了可編程的數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)的高速采集、動(dòng)態(tài)顯示和實(shí)時(shí)的狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析研判，輸出。傳感器是整個(gè)系統(tǒng)所需信號(hào)的源頭，采用朗斯LC0405壓電傳感器，電荷放大器是LC0602 型，采集卡型號(hào)NI USB-6259BNC，采用USB接口，擁有16個(gè)高速采集通道。

監(jiān)測(cè)帶式輸送機(jī)輸送帶的位置可以使輸送帶在正常的位置運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)跑偏，溫度指標(biāo)的檢測(cè)是為了防止輸送帶溫度過(guò)高而起火，速度指標(biāo)的異常可以反映出輸送帶是否發(fā)生了打滑問(wèn)題，張力指標(biāo)則是防止輸送帶張力過(guò)大而撕裂、斷裂等問(wèn)題，通過(guò)對(duì)參數(shù)的設(shè)定，當(dāng)上述的監(jiān)測(cè)指標(biāo)發(fā)生了異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的判斷并發(fā)出預(yù)警的信號(hào)，提示問(wèn)題的所在位置，并給出維修的建議，見(jiàn)圖1。

2.2 數(shù)據(jù)模塊

數(shù)據(jù)模塊包括數(shù)據(jù)的采集、分析和處理三個(gè)步驟。數(shù)據(jù)的信號(hào)采集主要采集卡、硬件驅(qū)動(dòng)程序、數(shù)據(jù)采集VI、以及采集函數(shù)構(gòu)成，這也是DAQ模塊的主要功能。DAQ設(shè)備由多路模擬開(kāi)關(guān)、可編程放大器、數(shù)據(jù)緩沖與接口電路、邏輯控制單元構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)模擬量輸入輸出，定時(shí)/計(jì)數(shù)等功能。

連續(xù)采集程序模型如下：

Al Config--> Al Start--> Al Read--> Data Process -->Al Clear

LabVIEW軟件中自己帶有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子VI，數(shù)據(jù)采集之后可以選擇寫入一個(gè)新創(chuàng)建的文件中，數(shù)據(jù)可以以動(dòng)態(tài)的信號(hào)波形來(lái)顯示，在借助讀取模塊來(lái)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行去均值預(yù)處理，并顯示了數(shù)據(jù)的有效值和波形指標(biāo)。

數(shù)據(jù)處理則包含帶通濾波、包絡(luò)檢波、低通濾波，時(shí)域信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通濾波模塊之后進(jìn)入包絡(luò)檢波，經(jīng)過(guò)兩個(gè)模塊形成解調(diào)信號(hào)，最后經(jīng)歷低通濾波器，得到可進(jìn)行診斷的數(shù)據(jù)。

2.3 參數(shù)設(shè)置

系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置主要作用是用戶成功進(jìn)入系統(tǒng)后，設(shè)定需要監(jiān)測(cè)的各個(gè)參數(shù)的臨界值，用來(lái)作為發(fā)生故障報(bào)警的根據(jù)，并且能夠?qū)?shù)全部置零，即實(shí)現(xiàn)初始化。參數(shù)的設(shè)置以設(shè)備的實(shí)際正常運(yùn)行條件和狀態(tài)為準(zhǔn)，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)的采集和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比，形成數(shù)據(jù)的研判分析，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

2.4 可視化

不同參數(shù)值可以在前面板上以曲線的形式呈現(xiàn)出來(lái)，曲線中的坐標(biāo)系可以自行設(shè)定，因?yàn)椴煌闹笜?biāo)幅值大小差距較大，因此為了更為清楚的展現(xiàn)指標(biāo)，為參數(shù)設(shè)置了不同的坐標(biāo)系，并且對(duì)不同的指標(biāo)的反映曲線提供了不同的顏色區(qū)分，觀察指標(biāo)也更加直觀和明顯。

3 結(jié)語(yǔ)

目前設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視和故障預(yù)警不斷的智能化、自動(dòng)化，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)狀態(tài)，發(fā)出故障預(yù)警，并快速的定位故障，找到問(wèn)題所在。LabVIEW 功能強(qiáng)大，并且和其他語(yǔ)言也能夠很好的結(jié)合，支持多種總線，具有較好的靈活性，相對(duì)傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)在準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、綜合性等方面更有優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]宋輝，陸古兵，金傳喜.基于Labview的核動(dòng)力蒸汽發(fā)生器故障診斷系統(tǒng)研究[J]四川兵工學(xué)報(bào)，2015（2）：80-83.

[2]賀凱，張海濤，劉躍.基于Labview平臺(tái)的礦用設(shè)備故障診斷和預(yù)知維護(hù)系統(tǒng)[J].煤礦機(jī)械，2015，36（1）：269-271.