王润芹
摘要：介绍应用虚拟仪器技术进行破碎机在线监测与故障诊断，并用网络技术实现数据的网络传输和远程监测本系统在对破碎机主要参数的在线监测和远程故障诊断上取得了较好的效果。
关键词：网络；虚拟仪器；破碎机；在线监测；故障诊断
中图分类号：TP277文献标识码：B
本系统将虚拟仪器技术、网络技术以及监测数据的综合分布技术结合在一起，构建基于虚拟仪器技术的诊断网络。实现检测、监测、诊断、预测以及管理的综合应用。通过对温度、振动、位移等参数的实时数据采集及时域分析、频域分析和小波分析，可以准确定位设备潜在故障，及时准确地反映设备的主要部件工作情况，减少现场点检频次，提高生产自动化水平，降低成本。同时可为制定基于状态的设备维护、维修措施提供必要的依据，实现预知维修。
一、系统结构
系统包括传感器、信号采集设备、计算机网络、操作系统、数据库系统、应用服务器（Web服务器）、监测与故障诊断系统（服务器端、客户端）、远程故障诊断系统等。
l．系统的硬件结构
硬件系统由传感器、台湾研华奔腾4工控机、PCI-6071E数据采集仁、温度变送模块、转换模块、智能仪表等组成。
(1)工控机。主要性能参数如表l所示。
表1
(2)信号调理。传感信号调理是一种高性能、多通道的信号调理与开关平台。适用于E系列插入式测量设备和其他相关测量设备的前端信号调节，机箱中安装各种不同的信号调理模块以满足I/O的需求。信号调理功能包括信号放大、隔离、多路复用、滤波、传感器激励、同步采样与保持。可以接受的模拟输入信号有热电偶、RTD与热敏电阻、应变片、压力、负载、扭矩传感器、加速度计、4~20mA电流源等。模拟输出功能有电压及电流、数字I/O、光隔离I/O、AC/DC输入、固态继电器、机电继电器、开关、通用开关、多路复用开关、矩阵开关等。
(3)A/D卡。采用美国NI公司的PCI-6071E数据采集器，具有64个模拟输入信道，可以差分联接32路模拟信号或单端联接64路模拟信号。采样频率高达1.25Mb，模拟输入分辨率12位，适合多通道高速率在线监测系统。还有两个模拟输出信道和八个数字I/O信道以及两个24位讨一数器。可用于系统报警和触发等功能，支持模拟和数字两种触发方式，满足在一定条件下取样的要求。
(4)数据采集设备。通过GPIB-ENET转换器和RS232/RS485-TCP/IP转换器，将数据流转换成遵循TCP/IP协议的形式，然后上Intranet/Inter-net网；网络化智能仪器则通过嵌入式TCP/IP软件，使现场变送器或仪器直接具有Intranet/Inter-net功能。
2．软件结构图(见图1)
二、系统的主要工作内容
本系统用于监测606号破碎机的主体、润滑系统及液压系统、八台破碎机电机轴承、21条皮带机的头尾轮轴承、减速器油温以及八台振动筛的轴承等。
三、系统实现
系统采用NI公司的LabVIEW/GWebServer技术、DataSocket技术实现监测对象的远程状态监视。可以通过DataSocket技术在Internet/Intranet上传输现场监测数据，也可通过GWebServer在网上发布虚拟仪器显示的前面板。
实现方式采用US和B/S模式在生产部门及生产现场应用C/S模式，其主要作用是获取参数和预处理，并把所测数据存储起来；管理部门采用B/S模式，以便调用或监视数据的变化。这两种模式都可以通过应用DataSocket组件编程实现。
四、在线监测
在欢迎页中点击“在线监测”，弹出用户登录页面。正确登录后进入后面的页面，页面的上方为标题栏，左方为导航栏。通过相关链接可以进入相应的功能页面。主页面为破碎车间的工艺流程图，其中表示破碎机、振动筛、皮带机等的图片都作为进入相应设备的链接，只需点击相应的图片就可以进入对应设备的在线监测页面。
页面右上方为设备停机和报警状态指示灯，正常运行时都为绿灯；如果设备已停机，则指示灯为红色；如果检测到设备运行异常，报警指示灯显示为黄色或红色。
该页还包含破碎机润滑部分和与之配套的振动筛和“给矿”皮的链接。
页面右侧上方为报警灯，分别为“停机”和“报警”灯，当某测点的数值超出警戒值时，报警灯会变为红色，同时在状态监测页面上对应的图片会闪烁报警；当某测点没有数据时，说明该测点所在设备停机，则停机警灯变为红色。
若想查看主皮带或“集矿”皮带的数据，可回到状态监测页面，点击主皮带或“集矿”皮带对应的图片即可。
五、查看视频
在系统首页点击“在线视频”，正确登录后即可进入现场视频界面。该页面提供了现场四个视频观测点。
六、点检入口
1．故障信息
在欢迎页中点击“点检入口”，正确登录后，进入设备点检界面，默认页面为查看故障信息页面。以时间查询为例，点击“时间查询”，进入下级页面，输入日期，得到查询的点检故障信息结果。
2．设备点检
点击页面上方的“设备点检”链接，进入相应页面，以破碎机（专业点检）为例，在“故障结果”栏里点击文本域，会弹出选择故障结果类型窗口，列出该点检内容所可能出现的儿种故障结果可以选择一个或多个并确定，结果就会自动填入故障结果文本域中。点击“检修方案”中的链接，可以查看具体维修步骤。
3．故障维修
在页面上方点击“故障维修”，进入破碎机与振动筛的故障维修作业标准表中，该页详细列出了破碎机和振动筛每个检修内容的信息。维修知识字段中的链接可以查看具体维修步骤。
七、系统管理
在左侧导航栏里点击“系统管理”，进入该Web系统的控制系统（只有系统管理员拥有进入的权限）。输入用户名和密码后，即可进入主控制页面。
系统管理界面包含三大功能：服务器管理、资源管理和用户定义其中服务器管理和资源管理为服务器基本配置功能，不可改动。“用户定义”功能提供了系统用户的授权途径。
“安全角色管理”负责描述用户的角色，其中描述文字必须为字母和数字。管理员在完成管理任务后，点击“注销”即可退出管理系统。
八、应用效果举例
该系统使用后不久，监测到9#皮带机尾部滚筒轴承温度异常升高并及时发出预警信号。停机检查发现轴承保持架损坏，避免了一起设备事故。
参考文献：
SHIBo-giang,LIChang（石博强，李畅）．Programmetechnolo-gytutorialofLabVIEW6.1(LabVIEW6.1编程技术实用教程)，Beijing:PublishinghouseofChinarailroad，2002，157-165.(inChinese)
杨乐平，李海涛，赵勇等LabVIEW高级程序设计．北京：清华大学出版社，2003.
刘君华．基于LabVIEW的虚拟仪器设计．北京：电子工业出版社，2003.
胡昌华，张军波，夏军等．基于MATLAB的系统分析与设计（小波分析）．西安：西安电子科技大学出版社，2001.