基于Labview的电机故障监测系统开发

来源:用户上传      作者:潘显斌，孙康，林彬彬，田志新，徐震

　　摘 要： 开发了一种基于Labview的电机故障监测系统。该监测系统是由数据采集卡、适配箱和传感器等设备构建的电机故障监测仿真实验平台。以Labview编程语言作为软件开发平台，通过调节虚拟开关来进行电机运行数据采集操作，并通过预测模型对故障数据进行仿真检验。选用凯斯西储大学轴承数据库对系统功能进行分析验证，证明该系统故障预测较为准确且运行稳定可靠。
　　关键词： 电机故障; Labview; 数据采集; 测控系统; 故障诊断
　　中图分类号：TH89 文献标识码：A 文章编号：1006-8228（2022）06-76-04
　　Development of motor fault monitoring system based on Labview
　　Pan Xianbin， Sun Kang， Lin Binbin， Tian Zhixin， Xu Zhen
　　（School of Mechanical and Automotive Engineering， Shanghai University of Engineering Science， Shanghai 200000， China）
　　Abstract： In order to improve the efficiency and automation of motor fault monitoring， a motor fault monitoring system based on Labview is developed. The monitoring system is a motor fault monitoring simulation platform constructed by data acquisition card， adaptive box and sensor. Using Labview programming language as a software development platform， the motor operation data is collected by adjusting the virtual switch， and the fault data is simulated by the prediction model. The bearing database of Case Western Reserve University is used to analyze and verify the system functions， which proves that its fault prediction is more accurate and its operation is stable and reliable.
　　Key words： motor fault; Labview; data acquisition; measurement and control system; fault diagnosis
　　0 引言
　　机在人们的日常生活和工农业生产中的应用十分广泛[1]，例如：金属切削机床、泵、风机、运输机械、搅拌机、农业机械以及食品机械等，所以保证电机的稳定运行，对人类日常生活或工业生产十分重要。目前，诸多国内外学者提出了智能的电机监测方法，刘振兴等人对电机的故障以及相关的诊断技术做了综述[2];孟东容搭建了振动电机在线状态监测和故障诊断系统，用于分析电机的转子断条和气隙偏心故障[3];S.W等人提出了一种基于欧氏距离测度的机械振动诊断集成模式识别方法，研制了一套计算机在线监测系统[4];宫文峰等运用深度学习技术对滚动轴承内发生的微小故障作出智能诊断，准确率高且具有良好的泛化迁移能力[5];蔡燕等设计一种基于虚拟仪器的SRM实时在线监测系统，可监测开关磁阻电机调速控制系统的高动态响应，并做实时记录[6];张丙才等以Labview为平台开发了用于信号采集与分析的多功能虚拟仪器系统[7];范春涛，徐城烽等开发了基于虚拟仪器的电机转速测控系统，实现电机转速信号的采集、显示与反馈等功能[8]。
　　因此，基于前人研究，为了提高电机故障监测效率，并保证预测结果的准确性和客观性，本文开发了一种基于虚拟仪器的电机故障监测系统，通过采集电机运行时的相关数据，进而分析预测电机性能和故障情况并作可视化操作，该系统具有较高的扩展性和冗余性，可适用多种电机的故障监测要求。
　　1 系统组成
　　本文研究的电机故障监测系统主要由以下几个功能部件组成：振动传感器、温度传感器、采集模块、分析模块以及监测模块。监测系统主要采集被测电机的振动参数和温度参数，其系统框图如图1所示。
　　分析模块和监测模块集成在一个系统里，基于Labview的电机故障监测系统人机界面运行在移动电脑的Windows操作系统上。被测电机为监测系统提供负载。
　　2 硬件设计
　　2.1 分析模块、监测模块硬件设计
　　本文搭建的系统对数据实时性要求较高，且需保证较高的通信速率与系统鲁棒性，所以选用基于Modbus协议的RS-485通讯总线作为监测系统的通信方式。
　　2.2 采集模块硬件设计
　　监测系统根据测试需求需具有485输出信号、模拟量输入信号、振动位移信号、温度信号。因此，选用PT100温度传感器，精度等级0.2，可以满足实验测量要求。选用振动传感器为一体化振动变送器HG- ZD-20A，可采集电机振动的位移数据以及振速数据。采集卡选用亚为YAV 16AD电压电流模拟量多通道Modbus板卡，具有RS-485接口，可满足上下两层设备的通讯要求。

nlc202206221341

转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15434267.htm