基于嵌入式系统的旋转机械状态数据采集系统的研究

浙江大学机械与能源工程学院硕士学位论文基于嵌入式系统的旋转机械状态数据采集系统的研究姓名：张文雷申请学位级别：硕士专业：精密仪器与机械指导教师：杨世锡20080501基于嵌入式系统的旋转机械状态数据采集系统的研究作者：张文雷学位授予单位：浙江大学机械与能源工程学院相似文献(10条)1.学位论文廖德强基于WinCE的嵌入式旋转机械监测系统的研制2005为了满足现场旋转机械振动状态监测的实时性要求，本文给出一种“基于WinCE的嵌入式监测系统”，嵌入式系统包括硬件系统的选型、系统软件的选择和定制及应用软件的实现。本文根据实际的应用需求，对硬件的处理能力、存储能力、存储速度、网络功能、显示方式、外观、键盘及布局，进行了探讨，随后给出了一套可行的硬件系统集成。根据操作系统图形表现效果，以及监测的实时性要求、监测系统的硬件特性，对WinCE系统进行了裁减，定制了一个符合监测系统需求的系统。监测系统应用软件部分，利用嵌入式软件开发工具eMbeddedVisualC++，采用模块化结构设计。先分别设计各个不同的模块，再将这些模块组装成一个系统。这些模块包括：实时数据采集，实时数据分析/数据重放，系统设置，数据传输/备份，存储管理，电源管理。监测系统软件对采集到的参数进行一系列分析，以图像和文字的形式将分析结果呈现给技术人员，为技术人员提供友好的人机对话界面。本文用基于WindowsCE的嵌入式监测系统对旋转机械振动状态进行监测，贯彻“事前预防”的管理原则。本监测系统利用传感器技术，数据采集技术，数据处理及谱分析技术，对机械运行状态进行分析，为技术人员维护设备提供科学依据。目前该系统已经完成了原型的开发。系统工作正常，各项指标达到设计要求。该系统具有很高的性能价格比，在旋转机械的工业现场具有很好的推广价值。2.期刊论文王金平.邓艾东.曹浩.WANGJin-ping.DENGAi-dong.CAOHao嵌入式旋转机械状态监测系统的设计与研究-汽轮机技术2007,49(1)旋转机械状态监测对旋转设备运行安全,降低设备维修费用,提高设备利用率有重大意义.介绍了一种基于ARM的嵌入式监测装置,通过该装置实现对旋转机械的在线监测.同时,为建立旋转机械的故障诊断和维护系统奠定了基础.3.学位论文王金平嵌入式旋转机械状态监测系统的设计与研究2006本文对嵌入式旋转机械状态监测系统的设计进行了研究。文章首先介绍了旋转机械振动测量方法、信号分析等背景知识，阐述了信号调理电路、AD转换电路、DSP系统及网络接口电路设计。软件系统设计介绍了BOOtloader白举程序流程，FLASH程序及应用程序开发等，并对CCS开发环境做了介绍。本文研制的嵌入式旋转机械状态监测系统，不仅能广泛应用到电力系统的旋转机械监测，而且在石化、冶金、钢铁等其他行业也将有良好的应用前景。4.学位论文李丛颖基于MiniGUI的嵌入式旋转机械状态监测系统开发2006嵌入式技术的迅猛发展，使得研制具有自监测能力的智能化机械设备成为热点。文章对嵌入式远程状态监测和故障诊断系统进行了需求分析，提出了嵌入式远程状态监测系统的总体结构，并且对基于MiniGUI和嵌入式Linux的状态监测软件实现的关键技术进行了研究。文章借助结构化分析法工具对嵌入式远程状态监测与故障诊断系统进行了较详细的需求分析，并提出了嵌入式远程状态监测和故障诊断系统的总体结构。系统通过使用先进的嵌入式操作系统，结合数据信号处理器技术，采用主从式结构来构造状态监测系统，实现了数据采集、处理、通信及图形监测的并行执行，使系统具有较好的实时性和可靠性。所设计的系统结构采用B/S模式，为远程用户对设备的状态监测及故障诊断提供了便利平台。对嵌入式LinuX系统和MiniGUI图形用户界面支持系统的开发模式进行了探索。包括嵌入式LiFlUX操作系统的定制、图形用户界面支持系统MiniGUI的移植、嵌入式Linux应用软件开发技术、嵌入式GUI应用软件开发技术，并编制了基于MiniGUI的嵌入式状态监测软件。软件实现采用了模块化方法，再辅之以网络支持，满足了系统的远程维护、升级的要求，提高了系统的柔性，使系统框架结构具有较好的开放性、可移植性和通用性。5.期刊论文许飞云.胡建中.贾民平.钟秉林嵌入式旋转机械状态监控与故障诊断系统研究-东南大学学报（自然科学版）2004,34(6)从实现具有自监控、自诊断能力的智能化机械设备的角度,系统介绍了面向Internet的、具有远程监控、诊断、维护和升级能力的嵌入式旋转机械智能状态监控与故障诊断系统的实现技术.该系统采用数字信号处理器(DSP)及嵌入式计算机,实时检测并存储设备运行的转速、振动等信息,由DSP进行故障信号处理和特征分析,并通过自定制的嵌入式Linux操作系统实现了面向Internet的远程软件升级和系统维护,其内嵌的基于移动代理的嵌入式诊断软件可以通过局域网或Internet与远程故障诊断中心自动交互诊断信息,实现协同诊断,有效地提高了设备状态监控与故障诊断系统的智能化水平.6.学位论文李长青便携式数据采集分析系统的研究与设计2005本文在分析其在国内外发展趋势基础上,结合现代工业企业旋转机械状态监测的新需求,设计并实现了一套新型的基于嵌入式系统的便携式数据采集分析仪.本系统选取了以ARM7TDMI处理器为核心的软硬件开发平台,采用嵌入式系统设计方法进行了软硬件的设计开发.该系统包括现场点检数据采集和管理、实时频谱分析、故障诊断、数据回放、串口通讯、系统参数设置和管理等模块,可以支持多种类型传感器.本系统不但可以测量振动信号,还可以测量环境温度.本文详细介绍了系统的总体设计,硬件电路的设计和软件的设计.硬件的开发结合了EDA技术和IC技术的发展,通过硬件描述语言编程将部分数字电路集成到可编程器件中,增加了可编程应用的灵活性,降低了系统功耗和系统综合成本,提高了系统的可靠性和安全性.软件的开发是面向过程的,强调模块化编程,开发周期短,可维护性好,并体现了软件的实用性和通用性.本文对轴系简易的故障诊断模块的构成及推理过程进行了探讨.本文还介绍了系统的测试方法,通过对系统的测试和调试,系统的设计达到了预期的要求.7.学位论文丁冠亮嵌入式旋转机械状态监测系统的研制2004嵌入式技术的迅猛发展，使得研制具有自监测能力的智能化机械设备成为热点。本文在现有状态监测系统的基础上，根据嵌入式系统的自身特点，对嵌入式状态监测系统的总体结构及其实现的关键技术进行了较为深入的研究。针对嵌入式系统资源有限的特点，本文通过使用先进的嵌入式操作系统，结合数字信号处理器技术，采用主从式结构来构造状态监测系统，实现了数据采集、运算及数据通信的并行执行，使系统具有较好的实时性和可靠性。系统在硬件和软件的实现上均采用了可维护性设计方法，满足了系统远程维护、升级的要求，提高了系统的柔性，使系统框架结构具有较好的开放性、可移植性和通用性。对DSP系统实现的关键技术进行了研究，包括DSP定点数值计算、DSP的C和汇编语言的混合编程以及引导装载系统设计，满足了状态监测系统对数据采集、处理的性能要求。对嵌入式Linux系统的开发模式进行了探索，包括嵌入式Linux操作系统的定制、Linux内核编程技术的研究以及嵌入式Linux应用软件开发技术的研究，为实现高性能的嵌入式状态监测系统打下了坚实的基础。对系统网络通信中的关键技术进行了研究，在充分利用网络资源的基础上，保证了网络通信的实时性和可靠性，实现了数据传输的机密性和完整性，增强了系统的扩展性和稳定性。最后，将嵌入式状态监测系统应用在转子试验台的工况监测中，取得了较好的效果。8.期刊论文陈尚俭.李培玉.刘果.CHENShang-jian.LIPei-yu.LIUGuo面向旋转机械的嵌入式故障诊断系统-江南大学学报（自然科学版）2006,5(1)介绍了一种基于嵌入式系统技术,面向大型旋转机械设备,集数据采集、状态监测、专家系统等功能于一体的状态监测与故障诊断系统,讨论了其系统底层硬件架构以及系统上层的软件设计.该系统已成功运用于工业现场的大型水泵、鼓风机等设备的故障检测,取得了满意的运行效果.9.学位论文李泉材基于DSP和嵌入式技术的设备巡检系统关键技术研究2004在工程技术领域中,存在着大量的振动问题,而且在极大多数场合下,振动是有害的.它直接影响设备的正常运转,严重时甚至能够导致设备的失效、人身伤亡等灾难性事故.随着科学技术的发展,人们对各类机械的运转速度、承载能力、工作寿命等方面的要求越来越高,人们对振动危害的认识越来越深,因而对振动测试和振动信号分析处理技术的研究也提出了越来越高的要求.与大型旋转机械在线监测系统不同,便携式设备巡检系统主要应用在不具备安装在线监测系统的场合,它能实现多通道振动信号的采集、保存和进行简单的信号分析处理功能.简单实用的特点使其应用范围逐步扩大.目前国外的设备巡检产品大都价格昂贵,而国内的产品普遍存在数据存储容量小、功能简单、响应速度慢、人机交互差等缺点.该文正是基于此现状,将先进的DSP芯片技术和嵌入式系统技术与振动信号测试分析诊断技术相结合,设计了基于这两种技术的便携式设备故障巡检系统.DSP芯片,也称数字信号处理器,是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器,其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法.嵌入式系统技术是以应用为中心和以计算机技术为基础,并且软硬件是可裁剪的,能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等指标的严格要求的专用计算机系统.该文中主要应用了其中的嵌入式实时操作系统(RTOS)技术.该文所设计的设备巡检系统在硬件上,以TMS320LF2407A数字信号处理芯片为基础,搭配了以AD7864为中心的A/D采样模块、以SED1335为中心的LCD显示模块和以CF卡为中心的数据存储模块,以及相关的信号预处理模块等硬件电路.在软件上,完成了实时操作系统μC/OS-Ⅱ在TMS320LF2407A移植,A/D采样模块、LCD显示模块和CF卡数据存储模块驱动程序的编写,信号处理算法程序的编写等.通过电路仿真,证明该设计硬件电路合理、可靠.通过在北京瑞泰创新公司IECTEKF2407-A目标板上软件仿真的结果,表明关键算法程序和驱动程序是完全正确的.10.学位论文赵艳菊基于μC/OS-Ⅱ系统的振动信号采集分析仪的设计与研究2006本文介绍了嵌入式信号采集分析仪，此分析仪对测量车间的发电机组或空压机等大型旋转机械的振动信号进行采集分析，实现机械设备的状态监测与故障诊断。在该系统中，数据采集系统在μC/OS-Ⅱ实时操作系统的控制下，对模拟振动信号进行实时采集和存储，并根据采集路径实现对存储数据的分析和上传。其详细内容为：综述了数据采集系统的国内外发展现状，然后建立了整个系统的硬件结构，确立了模块化的设计方法。详细介绍了μC/OS-Ⅱ的内核结构，并对μC/OS-Ⅱ的任务管理、时间管理、任务间的通信和μC/OS-Ⅱ的初始化等部分进行了详细地论述。设计了采集分析仪的信号调理电路、CUP控制模块、存储模块、人机交互模块、传输模块和电源模块等硬件电路并编写了相应的驱动程序。最后，在硬件模块的基础上，设计了在μC/OS-Ⅱ控制下的各个软件模块。由于A/D采集模块是本系统的核心，因此，对A/D采集的初始化、大样本采集和实时信号采集模块进行了详细的阐述。并且探讨了系统所需要考虑的抗干扰问题。研究了在工业现场的电磁环境下，系统在硬件电路和软件系统等方面的解决方案。本文链接：：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：4443ca5c-a844-458c-b067-9dd800df82fc下载时间：2010年8月20日