輾環(huán)機狀態(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。高成本的大型設備以其功能強大、自動化程度高的絕對優(yōu)勢被企業(yè)認可，并在制造業(yè)市場占據(jù)一席之地。隨著設備的使用，超負荷運轉、元件老化等諸多因素導致設備發(fā)生故障。設備故障會給企業(yè)帶來不同程度的傷害，輕則造成設備性能下降、產(chǎn)品報廢，重則導致停產(chǎn)、設備損毀、甚至出現(xiàn)人員傷亡。目前，國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)采用定期維護和故障后檢修的方法對大型設備進行管理維修;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效性問題。而發(fā)達國家對于大型設備的管理維修正由定期維修和故障后維修向狀態(tài)維修、預測維修進行轉變;新維護方法的出現(xiàn)不但降低了設備故障發(fā)生率，有效調(diào)配了設備維護周期，同時還帶來了可觀的市場效益。
　　狀態(tài)維修、預測維修，就是采用計算機對設備進行狀態(tài)監(jiān)控和故障預測及診斷的維修方法。設備的狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷是由機械工程、信號處理、檢測技術、軟件應用、人工智能等眾多理論結合產(chǎn)生的新興科學

3、技術。它通過對設備的在線狀態(tài)數(shù)據(jù)進行監(jiān)控、分析、判斷、預測以及故障的診斷和數(shù)據(jù)報告等。
　　本文以輾環(huán)機的齒輪箱、液壓系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和模具為監(jiān)測及診斷對象，研究了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡和故障樹的輾環(huán)機狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)。主要內(nèi)容包括:輾環(huán)機狀態(tài)監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)的結構分析、硬件設計、軟件設計以及檢測診斷系統(tǒng)的抗干擾性和應用程序的可靠性設計研究，實現(xiàn)了高可靠性的輾環(huán)機狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)。
　　首先分析了輾環(huán)機監(jiān)測及診斷系統(tǒng)的

4、市場需求及其對提高輾環(huán)機性能的重要意義，并利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡診斷和故障分析樹診斷的方法分別對齒輪箱故障和液壓系統(tǒng)故障進行討論，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)機狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)的整體結構設計。
　　介紹了輾環(huán)機狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)的硬件構成。硬件電路由工控機、傳感器、模數(shù)轉換器、通訊模塊等組成，分為振動信號采集電路和位移信號采集電路。振動信號由振動加速度傳感器采集，經(jīng)電荷放大器和A/D采集卡轉換成數(shù)字信

5、號，最后進入工控機。位移信號由激光位移傳感器采集，經(jīng)CC-Link的A/D模塊轉換成數(shù)字信號傳入主站，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。硬件結構是整個系統(tǒng)的基礎，其設計是否合理對真?zhèn)€系統(tǒng)起著至關重要的作用，因此，對硬件選型、組成及設定進行了重點介紹。
　　講述了輾環(huán)機狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷的軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)設計中應用了VisualBasic6.0、MATLAB、EXCEL2003以及MXComponent和研華