基于虚拟仪器的振动信号网络测试平台

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    随着工业生产中使用的机械设备大型化、自动化、专业化和复杂化,设备的运行状态监测与故障诊断技术也变得十分复杂,基于网络的远程监测与故障诊断系统能够充分利用网络技术带来的时间、成本等方面的优势,弥补企业自身能力的不足。而网络化测试是远程监测与故障诊断中的关键技术之一。

    振动信号是机械设备故障诊断的重要信息载体[1],传统的单机小型本地化的振动测试系统存在硬件价格昂贵、难以维护等问题,同一企业内部往往存在各种各样、互不兼容的测试系统,数据资源得不到共享,而且无法快速对测试需求做出响应。近年来,美国NI公司率先提出的虚拟仪器(Virtual Instru-ments, VI)成为仪器与测试技术发展的主潮流,利用虚拟仪器的灵活性、集成性,结合网络技术,可以实现分布式的测量、集中化的管理与数据资源的共享,为网络化测试提供了一个理想的技术方案。

    1 虚拟仪器与网络化测试

    虚拟仪器由计算机、应用软件和仪器硬件组成,充分利用计算机信息处理的优势,建立图形化的虚拟器面板,完成对仪器硬件的控制、数据采集、数据测量和分析以及测试结果显示等功能,可以替代部分昂贵的专用设备,从而形成低成本高性能、高互换性和操作性的测试仪器系统。虚拟仪器具有标准化、模块化、开放性等特点,可以大大缩短测试系统的开发周期。虚拟仪器的出现,使得软件成为重要的测试资源,从而使测试资源的可复用、共享成为可能。

    借助计算机网络技术、总线技术和数据库技术,虚拟仪器与网络化测试相结合,可以快速有效地处理因地域差异带来的问题,具有广阔的应用前景[2]。根据不同的应用方式,网络化测试可以分为三种模式:

    (1) Web仪器,利用软件技术把仪器的前面板移植到Web页面上,通过Web服务器处理,以B/S(Browser/Server)工作模式完成相关的测试任务。测试服务提供者以Web仪器的形式,将某些专业知识转化为网上测试资源。Web仪器具有使用方便、快捷的特点。

    (2)远程测试数据发布,本地PC测试节点通过网络向一台或者多台远端PC节点发布测试数据,在网络化故障诊断中,设备的各个测试节点将测试中间数据或测试结果发送到远端监测与故障诊断中心。

    (3)企业级的分布式测试系统,即利用网络技术将分散的、不同功能的测试设备联系在一起,通过一个或多个远端测试节点来完成测试任务,并将测试的数据发送回服务器,这对于大型分散设备的监测与故障诊断十分有效。

    结合上述应用模式,振动信号网络化测试平台通过相应的软硬件平台,实现网络化的数据采集、分析、发布与存储,提供网络化的专业信号处理与分析服务。