便攜式振動(dòng)分析儀方案設計介紹

　　下位機軟件能夠進(jìn)行2路轉速信號以及4路振動(dòng)信號的測試。其中，TCP/IP模塊負責與上位機通訊，接收并處理上位機的命令、將運行狀態(tài)或采集來(lái)的數據發(fā)送給上位機;Order manage模塊負責接收TCP/IP線(xiàn)程接收的命令，向TCP線(xiàn)程返回狀態(tài)信息，并驅動(dòng)采集模塊采集數據;采集模塊配置采集參數，采集數據并向Order manage模塊返回采集數據。

　　上位機軟件中，TCP/IP模塊負責與下位機進(jìn)行通信，向下位機發(fā)送命令并接收下位機返回來(lái)的狀態(tài)以及采集數據;系統配置模塊負責采集通道選擇、通道邏輯名稱(chēng)的命名、波形顏色的設置、標定系數以及通道閾值的設定;數據處理模塊是整個(gè)軟件的核心部分，可將采集到的數據進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)分析以及離線(xiàn)分析;存儲模塊負責對離線(xiàn)分析的數據進(jìn)行存儲。

　　系統可靠性

　　系統設計理論MTBF指標(平均無(wú)故障時(shí)間)約為3500小時(shí)， MTTR指標(系統平均修復時(shí)間)小于等于30分鐘。為實(shí)現這一指標，首先在硬件選擇上注意每個(gè)硬件的MTBF指標，然后通過(guò)理論計算確保整個(gè)系統的MTBF指標能夠滿(mǎn)足設計要求，另外，在筆記本拖架上裝有排風(fēng)扇，設計有進(jìn)風(fēng)口與排風(fēng)口，能夠及時(shí)將CRIO與電源產(chǎn)生的熱量排出，確保儀器的正常使用;其次，在振動(dòng)儀的操作說(shuō)明書(shū)中給出了筆記本不工作、信號波形不顯示、信號波形顯示為噪聲以及軟件故障診斷方法流程圖，可以保證MTTR指標在30分鐘以?xún)取?/p>

　　系統靈活性

　　從數據文件中迅速找到異常數據是設計的重中之重。本系統設計了三種方法，分別是瀏覽數據波形、重放振動(dòng)聲音以及通過(guò)報警記錄來(lái)查找數據。

　　瀏覽波形數據類(lèi)似于Media Player中拖動(dòng)游標瀏覽影片，當用鼠標拖動(dòng)如圖3所示的游標時(shí)，系統會(huì )讀取相應時(shí)間段的波形顯示在波形圖中。

　　圖3 瀏覽數據波形界面

　　重放振動(dòng)聲音把每個(gè)通道特定時(shí)間段的振動(dòng)數據通過(guò)聲音進(jìn)行播放，通過(guò)聽(tīng)覺(jué)判斷該段數據是否存在異常。

　　通過(guò)報警記錄可以調用系統記錄下來(lái)的振動(dòng)發(fā)生異常的時(shí)間，然后將該時(shí)間鍵入瀏覽波形界面中的開(kāi)始時(shí)間，讀取出現異常時(shí)刻的數據，并進(jìn)行有針對性的分析。

　　分析能力

　　該系統具有專(zhuān)業(yè)的分析能力。設計的在線(xiàn)分析算法有振動(dòng)信號與轉速信號時(shí)域波形的顯示、振動(dòng)信號的最大值計算等。在線(xiàn)分析需要運算速度快，且要快于采集速度，減少屬性節點(diǎn)及寄存器的使用可以滿(mǎn)足條件。

　　離線(xiàn)分析可將保存的數據調出進(jìn)行更加詳細專(zhuān)業(yè)的分析，如時(shí)域波形最大值、有效值計算，軸心軌跡分析等。離線(xiàn)算法對運算速度的要求不高，可以根據用戶(hù)增加算法，比如階次分析與軸心軌跡分析。

　　階次分析能夠根據采集到的轉速信號與振動(dòng)信號進(jìn)行階次分析計算，找到振動(dòng)信號與轉速信號之間的對應關(guān)系，從而能夠比較準確地找到故障的原因與位置。

　　軸心軌跡分析形象直觀(guān)地反應了轉子的實(shí)際運動(dòng)狀況，包含了豐富的旋轉機械故障信息。本系統通過(guò)采集的兩路垂直于軸心的振動(dòng)信號以及轉子的方向計算軸心軌跡。

　　結語(yǔ)

　　本文所設計的便攜式振動(dòng)儀中，下位機采集模塊采用體積與重量較小的CompactRIO，上位機采用堅固耐用的軍用筆記本，外殼采用軍用箱體，防振防摔，對外接口部分也進(jìn)行了防雨淋設計，使得該儀器能夠適應戶(hù)外以及條件惡劣環(huán)境下進(jìn)行的測試。另外，軟件設計也充分考慮了用戶(hù)對測試系統可靠性、擴展性和靈活性等的需求，能有效測試出發(fā)動(dòng)機是否存在異常，并能夠幫助操作者判斷異常的原因