新一代智能动平衡仪软件平台的方案选择

　　引　言

　　现代机器正向着高速化、高效率、高精度和大型化发展,在旋转机械中转子振动问题已经成为比较关键的技术问题,对机器的寿命、可靠性、运转性能及工作环境有着重要影响,而由于材质和温度不均匀、加工和安装误差以及结构上的原因造成的转子不平衡是转子振动最主要的激发源。由于生产发展的需要,转子动平衡技术在国外得到了广泛的研究和发展。随着工业加工提出了更高的平衡要求,高性能的动平衡仪的研制被提上日程。

　　本实验室于二十世纪90年代初研制成功了第一代智能动平衡仪,其结构如图1所示。其工作原理是:由红外传感器给出转速信号,测振传感器给出两路振动幅度信号,三路信号经调理电路处理后送到微型机上进行数据采集及数据的后处理,最终得到转动工件的动不平衡信息。

　　该产品性能代表了当时的先进水平,已在很多的工业企业及科研单位得到应用,并创造了很好的效益,但因其开发时间较早,在软硬件上均存在不足。在硬件方面,电路体积较大,受A/D采样芯片速率限制,只能在固定转速,而不能在更高转速下进行动平衡。在软件方面,产品使用的是DOS平台,因受此限制,功能并不十分完善。主要存在以下问题:a.程序工作于单色显示模式;b.与用户的交互完全通过键盘进行;c.程序由Fortran嵌套汇编完成,程序扩展极为不便;d.数据的保存与后续处理极不方便。因为面向的主要是广大工业现场的用户,要求其精通数据处理的各个流程显然不现实,而在工业生产中却对数据的后处理提出了越来越迫切的要求。例如,经过一段时间的生产操作后,用户想了解产品平衡的统计数据以指导其生产工艺与水平的提高。倘若是在原来的DOS平台下实现此类功能,修改工作将非常复杂。数据后处理功能的弱化显然不利于微机平台固有的强大运算能力的发挥。鉴于以上不足,为了适应日益提高的用户要求,软硬件平台的全面升级不可避免。在硬件平台升级顺利完成后,软件平台的问题成为新一代动平衡仪需要解决的首要问题。

　　1　改进方案选择

　　结合近年来国际仪器领域的新概念,适应最新的应用要求,决定对现存动平衡仪进行全面的升级。力图充分利用微机现有的资源优势,简化硬件,全面　提升软件的易用性、易维护、美观性,加强数据的后处理能力。为此,在综合考虑了开发效率、扩展难度和最终效果等因素后,决定放弃DOS平台转向GUI编程。现今可考虑的平台一般包括Windows系列平台及Linux平台,但选择这两种平台面临的一个重要问题是平台实时性能否满足要求。一般而言,普通Linux平台的实时性不如Windows,固不予考虑。重点放在Windows与实时Linux的比较以决定最终方案。