輾環(huán)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)的研究.pdf

1、中國是制造業(yè)大國。隨著信息化程度的不斷提高，中國制造業(yè)正朝著精密化、大型化的方向發(fā)展。高成本的大型設(shè)備以其功能強(qiáng)大、自動(dòng)化程度高的絕對(duì)優(yōu)勢被企業(yè)認(rèn)可，并在制造業(yè)市場占據(jù)一席之地。隨著設(shè)備的使用，超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、元件老化等諸多因素導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障。設(shè)備故障會(huì)給企業(yè)帶來不同程度的傷害，輕則造成設(shè)備性能下降、產(chǎn)品報(bào)廢，重則導(dǎo)致停產(chǎn)、設(shè)備損毀、甚至出現(xiàn)人員傷亡。目前，國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)采用定期維護(hù)和故障后檢修的方法對(duì)大型設(shè)備進(jìn)行管理維修;定期維修存在著

2、過剩維修和不足維修的問題，故障后維修則存在安全隱患和時(shí)效性問題。而發(fā)達(dá)國家對(duì)于大型設(shè)備的管理維修正由定期維修和故障后維修向狀態(tài)維修、預(yù)測維修進(jìn)行轉(zhuǎn)變;新維護(hù)方法的出現(xiàn)不但降低了設(shè)備故障發(fā)生率，有效調(diào)配了設(shè)備維護(hù)周期，同時(shí)還帶來了可觀的市場效益。
　　狀態(tài)維修、預(yù)測維修，就是采用計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控和故障預(yù)測及診斷的維修方法。設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷是由機(jī)械工程、信號(hào)處理、檢測技術(shù)、軟件應(yīng)用、人工智能等眾多理論結(jié)合產(chǎn)生的新興科學(xué)

3、技術(shù)。它通過對(duì)設(shè)備的在線狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控、分析、判斷、預(yù)測以及故障的診斷和數(shù)據(jù)報(bào)告等。
　　本文以輾環(huán)機(jī)的齒輪箱、液壓系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和模具為監(jiān)測及診斷對(duì)象，研究了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和故障樹的輾環(huán)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)。主要內(nèi)容包括:輾環(huán)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)以及檢測診斷系統(tǒng)的抗干擾性和應(yīng)用程序的可靠性設(shè)計(jì)研究，實(shí)現(xiàn)了高可靠性的輾環(huán)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)。
　　首先分析了輾環(huán)機(jī)監(jiān)測及診斷系統(tǒng)的

4、市場需求及其對(duì)提高輾環(huán)機(jī)性能的重要意義，并利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷和故障分析樹診斷的方法分別對(duì)齒輪箱故障和液壓系統(tǒng)故障進(jìn)行討論，建立了監(jiān)測及診斷系統(tǒng)所需要的特征狀態(tài)參數(shù)表，提出了輾環(huán)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　介紹了輾環(huán)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)的硬件構(gòu)成。硬件電路由工控機(jī)、傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、通訊模塊等組成，分為振動(dòng)信號(hào)采集電路和位移信號(hào)采集電路。振動(dòng)信號(hào)由振動(dòng)加速度傳感器采集，經(jīng)電荷放大器和A/D采集卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字信

5、號(hào)，最后進(jìn)入工控機(jī)。位移信號(hào)由激光位移傳感器采集，經(jīng)CC-Link的A/D模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳入主站，再和原系統(tǒng)其他監(jiān)測參數(shù)經(jīng)過三菱串口通訊模塊傳輸?shù)焦た貦C(jī)。硬件結(jié)構(gòu)是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)是否合理對(duì)真?zhèn)€系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用，因此，對(duì)硬件選型、組成及設(shè)定進(jìn)行了重點(diǎn)介紹。
　　講述了輾環(huán)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷的軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用了VisualBasic6.0、MATLAB、EXCEL2003以及MXComponent和研華