LabVIEW设备监测与故障预警

2017-04-25渠长威朱性福蒋海洋

数字技术与应用 2017年1期

关键词：预警故障设备

渠长威+朱性福+蒋海洋

摘要：传统的测控仪器由于费用高，并且效率低下，准确度不高，LabVIEW具有开放性、灵活性等特点，将其运用在机电设备的故障监测和预警中，具有较高的精度、稳定性和可靠性。本文将研究LabVIEW在设备监测与故障预警中的应用。

关键词：LabVIEW；设备；故障；预警

中图分类号：TH277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）01-0059-01

1 LabVIEW的基本原理

传统的测控仪器智能化程度较低，而且技术周期较长，效率不高，在当前的工业生产要求下逐渐的滞后。而计算机的虚拟化工具具有高效率，灵活性、开放性等优点，LabVIEW软件就贯彻了这些优点，在测试精度、稳定性和可靠性方面具有显著的优势。

LabVIEW本身是一个功能完整的软件开发环境，利用 LabVIEW 开发出的程序统称为 VI，这是一种具有层次化和结构化特征的程序。LabVIEW 具有三种操作模板，包括工具模板、控件模板、函数模板。本文以带式运输机的设备运行状态监测和故障诊断为例分析LabVIEW的应用。

2 基于LabVIEW故障監测的总体设计

基于LabVIEW下的带式运输机的设备运行状态监测和故障诊断系统所要实现的主要功能包括以下几点；实时监测带式输送机运行状态，监测动态张力、运行速度等指标，通过指标的参数设定来给出预警功能，显示出输送带的张力和速度，保存数据分析和处理的结果。

2.1 硬件与软件结构

基于LabVIEW故障监测的总体硬件如下：压电加速度传感器-->电荷放大器-->数据接口箱-->数据采集卡-->终端设备输出。

整个系统包含了可编程的数据采集、状态监测和数据分析处理系统，对数据的高速采集、动态显示和实时的状态数据的分析研判，输出。传感器是整个系统所需信号的源头，采用朗斯LC0405压电传感器，电荷放大器是LC0602 型，采集卡型号NI USB-6259BNC，采用USB接口，拥有16个高速采集通道。

监测带式输送机输送带的位置可以使输送带在正常的位置运转，不会跑偏，温度指标的检测是为了防止输送带温度过高而起火，速度指标的异常可以反映出输送带是否发生了打滑问题，张力指标则是防止输送带张力过大而撕裂、断裂等问题，通过对参数的设定，当上述的监测指标发生了异常时，系统会自动的判断并发出预警的信号，提示问题的所在位置，并给出维修的建议，见图1。

2.2 数据模块

数据模块包括数据的采集、分析和处理三个步骤。数据的信号采集主要采集卡、硬件驱动程序、数据采集VI、以及采集函数构成，这也是DAQ模块的主要功能。DAQ设备由多路模拟开关、可编程放大器、数据缓冲与接口电路、逻辑控制单元构成，实现模拟量输入输出，定时/计数等功能。

连续采集程序模型如下：

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

LabVIEW软件中自己带有数据存储子VI，数据采集之后可以选择写入一个新创建的文件中，数据可以以动态的信号波形来显示，在借助读取模块来对采集到的数据进行去均值预处理，并显示了数据的有效值和波形指标。

数据处理则包含带通滤波、包络检波、低通滤波，时域信号经过带通滤波模块之后进入包络检波，经过两个模块形成解调信号，最后经历低通滤波器，得到可进行诊断的数据。

2.3 参数设置

系统的参数设置主要作用是用户成功进入系统后，设定需要监测的各个参数的临界值，用来作为发生故障报警的根据，并且能够将参数全部置零，即实现初始化。参数的设置以设备的实际正常运行条件和状态为准，设置标准数据，通过数据的采集和标准数据对比，形成数据的研判分析，实现状态的监测。

2.4 可视化

不同参数值可以在前面板上以曲线的形式呈现出来，曲线中的坐标系可以自行设定，因为不同的指标幅值大小差距较大，因此为了更为清楚的展现指标，为参数设置了不同的坐标系，并且对不同的指标的反映曲线提供了不同的颜色区分，观察指标也更加直观和明显。

3 结语

目前设备状态监视和故障预警不断的智能化、自动化，通过计算机技术，监测实时状态，发出故障预警，并快速的定位故障，找到问题所在。LabVIEW 功能强大，并且和其他语言也能够很好的结合，支持多种总线，具有较好的灵活性，相对传统的监测技术在准确性、实时性、综合性等方面更有优势。