基于CS架构的风机状态监测与故障诊断系统

　　基于C/S架构的风机状态监测与故障诊断系统汪光阳周义莲（安徽工业大学电气信息学院，安徽马鞍山243002）介绍了一种基于ActiveX技术的C/S架构的风机的状态监测与故障诊断系统。该系统以MicrosoftWindows 2000为服务器平台，以SQLServer为数据库后台，以VB为开发工具，应用ASP技术、ActiveX控件等实现了对风机的实时监测、离线分析和故障诊断功能。

　　近几年来，风机的状态监测与故障诊断也渐渐成为研宄的热点，但是这方面比较成熟的软件却不多见。本文要介绍的是为某钢厂的炼焦鼓风机设计的一种在线风机状态监测与故障诊断系统。

　　1系统基本结构系统由企业监测诊断中心、现场在线监测分析工作站和多路数据采集装置等三个层次结构所构成，如所示。其中，企业状态监测诊断中心由1台WEB服务器、1台数据库服务器以及若干分析工作站所组成。在数据库服务器上安装有面向整个企业的“远程”全局数据库，WEB服务器则负责整个远程监测与诊断系统的协调工作。

　　2数据采集和信号处理从设备现场传感器获取振动信号，用屏蔽电缆连接至振动采集器，转换为标准信号并进行采集。基本的传感器系统配置如下：由于高速旋转的风机转子轴表面具有很高的切向线速度，用接触式传感器很难实现振动的接收。电涡流式位移传感器是利用表面与传感器探头端部的间隙变化来接收振动的，避免了与转轴表面的直接接触，而且具有零频率响应，且有频率范围宽、线性度好，在线性范围内灵敏度不随初始间隙的大小而改变等优点，不仅可以用来测出轴心的振动位移，而且还可测量出转轴轴心的静态位置的偏离，所以本系统的键相、转速、轴承振动以及轴位移测量都采用电电涡流传感器来测量。速度的测量采用的是惯性式速度传感器。加速度是采用具有极高宽频带，质量轻，有很高的动态范围特点的电式加速度传感器来测量的。

　　考虑到现场传感器采集数据频率很高，采集的数据量很大和系统实时性和存取性能要求，实时采集的数据放在临时数据文件中。每5或10s通过数据采集器控制计算机向实时监测数据库存入一批数据，多大约存放30min的数据。再通过数据库存储过程控制，每2或5min将实时监测数据库中的数据拨转入常规监测数据库（分析数据库）。随着时间的推移，再按照一定的规则对数据进行压缩处理。本系统是以功能强大的SQLServer为数据库后台。它是一个支持缩放，高性能的关系数据库管理系统（RDBMS），完全基于服务器/客户机模式的特点使它既可以管理大中型企业和公司数据库。

　　3振动监测、分析的软件实现在目前的数据库开发过程中，利用VisualBasic进行客户/服务器应用程序的开发是非常流行的做法。同时，在程序的开发过程中，还可以利用面向对象技术，提高程序的可重用性和可维护性。VisualBasic在数据库应用程序的开发领域中，提供了多种方便、强大的技术，协助设计人员连接数据库，并访问数据库。

　　本系统以MicrosoftWindows2000为平台，以SQLServer为数据库后台，以VisualBasic6.0为开发工具，应用ASP技术、ActiveX控件等来实现了对风机的实时监测以及和离线分析功能。

　　3.1系统的整体框架先将系统的整体功能模块化，再将各个模块分成若干个自模块，一步一步细化下去，后得到的是一个个不需要再分的基本功能块，在组装的时候顺序正好相反。在软件的实现上的基本方法是：每一种基本功能利用一个ActiveX基本控件来实现，然后、再在基本控件的基础上进行功能集成，形成中层控件、高层控件，后由若干个高层控件形成完整的一个系统。监测、分析系统的整体模块结构如所示。

　　3.2系统功能的代码实现：服务器端的存储过程存储过程是SQLServe服务器上一组预先定义并编译好的Transcact-SQL语句，它可以接受参数，返回状态值和参数值。使用存储过程访问数据库不仅可以提高数据库的访问效率，还可以使得客户端的应用程序变得简捷明了。下面是系统数据库存储过程中的一个接口函数的代码：基于C/S架构的风机状态监测与故障诊断系统系统模块结构示意图//数据库访问接口函数desc" //数据库访问字符串（2）客户端ActiveX控件中对应的访问代码在服务器上定义好了存储过程以后，在客户端的ActiveX控件中应调用这些存储过程才可以访问数据库。在调用时，应给对应的接口函数传入所需要的参数，下面就是对上述接口函数的调用代码：mConnctString=cConnctString//客户端的数据库访问连接字符串，在系统正式运行时由网页传递//创建客户端访问数据库的DCOM对象用数据库访问接口函数人Web页面，并利用VBScript脚本语言访问控件的属性和方法，处理控件的事件。在OBJECT标签中，参数ClassID指定控件的惟一标识，CODE巳ASE指定控件下载地址，当用户打开此页面时，先在本地的注册表中查找ClassID，如果存在，则判断其版本是否为新，若不是则下载并注册更新，若是则不必下载控件；如果不存在则按照ODE巳ASE指定的路径搜索下载控件并自动在本地注册。网页的代码如下所示：4故障诊断本系统采用故障树诊断和神经网络诊断两种诊断方法，对原始质量不平衡、动静碰摩、不对中、转子热弯曲、转动部件飞脱、电磁激振、轴瓦不稳定、油膜振荡等十三类常见故障给出初步分析诊断意见。对其它复杂的故障情况，给出有价值的分析意见，供专业人员和生产、技术主管做进一步分析和决策时的障和一些复杂故障，在初步故障诊断的基础上，通过网络浏览器，利用试验所故障诊断中心多通道、神经网络故障诊断专家系统，结合人机交互获取征兆的手段，做进一步的实时自动推理分析，获取更加可靠的振动故障诊断结果。并提供详细的故障诊断报告，提供分析推理过程的细节描述和结论的依据，提供诊断报告的打印功能，报警和故障信息的归档功能。

　　5结束语系统的软、硬件都采用目前国内主流产品，保证了系统的先进性和可维护性；系统采用开放性网络结构和标准性硬件产品，各种接口具有通用性，所有采集子系统均预留15的I/O硬件余量，具有良好的可扩展性；系统可以高速可靠的采集数据，采样频率可在80ms~5s范围内可调，可根据不同类型的检测参数设置不同的故障优先级别，实时响应速度很快；此外，系统所有设备的采集子系统均可自成独立运行体系，数据采集和数据处理分析均能独立运行，在网络出现故障时不影响各设备的数据采集和数据处理分析功能，具备良好的数据独立性。系统不仅仅适用于风机，可以推广到类似于风机类的旋转机械。