旋转机械状态监测系统的研究与开发
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摘要
本论文结台某炼化公司关键设备状态监测与故障诊断系统的研制而展开。在深入分析原
有监诊系统的基础上，结合本期系统开发的具体要求以及旋转机械状态监测的发展方向，确
立了本文的研究内容：对状态监测系统的信号采集进行了具体的分析、设计，研究开发了满
足实际需求的快变信号、慢变信号采集卡；根据原有系统数据管理使用情况，提出了数据管
理的改进方案，并根据改进方案进行了开发，实际表明改进后的数据管理系统具有更好的性
能。在上述工作的基础上构建了完整的状态监测系统，系统已经在某炼化企业生产实际中投
入运行，获得一致的好评。论文的主要内容如下：
第一章介绍了开展大型旋转机械故障诊断的意义，论述了大型旋转机械故障诊断的研究
现状和发展趋势，结合课题背景，提出了本论文的主要研究任务。
第二章首先分析了分布式旋转机械故障诊断体系结构的特点，设计了面向故障诊断的旋
转机械状态监测系统的总体结构。
第三章论述了传感器技术在状态监测系统中的重要意义，根据状态监测系统对传感器的
要求，分析了传感器的特性和安装，并进行了选择。
第四章分析了信号预处理的必要性，然后对状态监测系统中预处理电路的设计给出具体
方案，并对具体方案进行分析校核。
第五章根据现有信号分析的理论基础和现场应用需要，提出了快变信号、慢变信号的采
集方案，设计了快变信号、慢变信号采集电路开发了快变信号、慢变信号采集卡，并在实际
生产中取得了应用。
第六章首先分析了状态监测系统数据管理的特殊性和重要性，并在此基础上引入实时数
据库基本理论，设计了面向状态监测的数据管理系统，实现了状态监测系统的功能。根据实
时数据库理论，提出了数据管理改进方案。
第七章开发了旋转机械状态监测的软件系统，给出了状态监测系统现场应用实例。
第八章绐出了全文的结论和展望。
According to the project that contains the study and design of state monitoring and fault diagnosis of large crucial equipments in a certain domestic oil company that circumrorate in high speed, This paper is made. Based on the detailed analysis of the old Monitoring and Diagnosis system, according to the requirement of this new system, the whole design and funtion of this system is established. This paper makes detailed analysis of data acquire system and developed own data acquire card. This paper also gives the new design of data management system based on the analysis of old data management system. The main content of this paper is gives in the next paragraphs.
Chapter One introduced the signification of monitoring and fault diagnosis of rotation machine first, then discuss the developmental actuality of its trends.Based on the research background.the research task is expressed.
Chapter Two reviewed the history of distributed monitorin and fault diagnosis system of roation machine,gived the frame of this paper.
Chapter Three gives the signification of the sensor of monitoring and fault diagnosis of rotation machine system. Based on the requirement of the monitoring and fault diagnosis system,this chapter analyzed the selection and fixing of the sensor.
Chapter Four analyzed the pretreatment of the signals from sensor, then this chapter gives the design and checked of pretreatment circuit.
Chapter Five designed the data acquire cards of the monitoring and fault diagnosis system. The data acquire cards include three kinds: Keyphase card, high speed data acquire card and low speed data acquire card. The process of the research, the design, the development is expressed detailed in this chapter.
Chapter Six gives the new design of the data management of the monitoring and fault diagnosis system based on the analysis of the old managment.
Chapter Seven introduced the software of data acquirement system and data management. This chapter also gives the monitoring example of the system.
In the last Chapter, all of the works in this dissertation are summed up. The future research of monitoring and fault diagnosis is prospected.
有监诊系统的基础上，结合本期系统开发的具体要求以及旋转机械状态监测的发展方向，确
立了本文的研究内容：对状态监测系统的信号采集进行了具体的分析、设计，研究开发了满
足实际需求的快变信号、慢变信号采集卡；根据原有系统数据管理使用情况，提出了数据管
理的改进方案，并根据改进方案进行了开发，实际表明改进后的数据管理系统具有更好的性
能。在上述工作的基础上构建了完整的状态监测系统，系统已经在某炼化企业生产实际中投
入运行，获得一致的好评。论文的主要内容如下：
第一章介绍了开展大型旋转机械故障诊断的意义，论述了大型旋转机械故障诊断的研究
现状和发展趋势，结合课题背景，提出了本论文的主要研究任务。
第二章首先分析了分布式旋转机械故障诊断体系结构的特点，设计了面向故障诊断的旋
转机械状态监测系统的总体结构。
第三章论述了传感器技术在状态监测系统中的重要意义，根据状态监测系统对传感器的
要求，分析了传感器的特性和安装，并进行了选择。
第四章分析了信号预处理的必要性，然后对状态监测系统中预处理电路的设计给出具体
方案，并对具体方案进行分析校核。
第五章根据现有信号分析的理论基础和现场应用需要，提出了快变信号、慢变信号的采
集方案，设计了快变信号、慢变信号采集电路开发了快变信号、慢变信号采集卡，并在实际
生产中取得了应用。
第六章首先分析了状态监测系统数据管理的特殊性和重要性，并在此基础上引入实时数
据库基本理论，设计了面向状态监测的数据管理系统，实现了状态监测系统的功能。根据实
时数据库理论，提出了数据管理改进方案。
第七章开发了旋转机械状态监测的软件系统，给出了状态监测系统现场应用实例。
第八章绐出了全文的结论和展望。
According to the project that contains the study and design of state monitoring and fault diagnosis of large crucial equipments in a certain domestic oil company that circumrorate in high speed, This paper is made. Based on the detailed analysis of the old Monitoring and Diagnosis system, according to the requirement of this new system, the whole design and funtion of this system is established. This paper makes detailed analysis of data acquire system and developed own data acquire card. This paper also gives the new design of data management system based on the analysis of old data management system. The main content of this paper is gives in the next paragraphs.
Chapter One introduced the signification of monitoring and fault diagnosis of rotation machine first, then discuss the developmental actuality of its trends.Based on the research background.the research task is expressed.
Chapter Two reviewed the history of distributed monitorin and fault diagnosis system of roation machine,gived the frame of this paper.
Chapter Three gives the signification of the sensor of monitoring and fault diagnosis of rotation machine system. Based on the requirement of the monitoring and fault diagnosis system,this chapter analyzed the selection and fixing of the sensor.
Chapter Four analyzed the pretreatment of the signals from sensor, then this chapter gives the design and checked of pretreatment circuit.
Chapter Five designed the data acquire cards of the monitoring and fault diagnosis system. The data acquire cards include three kinds: Keyphase card, high speed data acquire card and low speed data acquire card. The process of the research, the design, the development is expressed detailed in this chapter.
Chapter Six gives the new design of the data management of the monitoring and fault diagnosis system based on the analysis of the old managment.
Chapter Seven introduced the software of data acquirement system and data management. This chapter also gives the monitoring example of the system.
In the last Chapter, all of the works in this dissertation are summed up. The future research of monitoring and fault diagnosis is prospected.
引文
[1] 冯志鹏等．计算智能在机械设备故障诊断中的应用．汽轮机技术，2002，4
[2] 李国华，张永忠．机械故障诊断．化学工业出版社，1999．2
[3] 严可国，魏克严，李植．大型旋转机械监测保护故障诊断系统．美国Bently Navada公司 北京办事处
[4] 杨世锡．基于HMM的大型旋转机械故障诊断方法研究，第十届全国设备监测与诊断技术学术会议论文集
[5] 黄建军，杨世锡等．旋转机械远程状态监测与故障诊断系统的开发．第十届全国设备监测与诊断技术学术会议论文集
[6] 李志农，吴昭同等．网络化旋转机械状态监测与故障诊断系统数据库的设计与实现．第十届全国设备监测与诊断技术学术会议论文集
[7] 赵伟．基于CORBA的大型机组分布式监诊系统的研发．浙江大学硕士学位论文，2002．2
[8] 张志檩．实时数据库原理及应用．中国石化出版社，2001．9
[9] 谢诞梅，阚伟民等．汽轮机转子在线故障诊断系统．广州电力，2001．2
[10] 卢荣军等．用于汽轮发电机组振动监测和故障诊断的工业局域网．东南大学学报 2001．1
[11] 赵国华，王雪等．基于CORBA和智能代理的远程虚拟测试状态监测诊断系统．振动测试与诊断，2001．2
[12] 陈长征，张省．基于神经网络的旋转机械故障诊断研究．机械强度，2000．2
[13] 柏林，秦树人等．设备管理数据库与预测维修系统的开发．振动测试与诊断，2000．1
[14] 杨其俊，徐长航等．三缸泵泵阀故障的幅值域多参数诊断法．石油机械，1999．1
[15] 刘增海．旋转机械运行状态监测与故障诊断网络化系统的研究及开发．浙江大学硕士学位论文，1999．3
[16] 黄建军．基于Web的多机组状态监测与诊断系统的研制与开发．浙江大学硕士学位论文，2001．3
[17] Corbett, N.C. Remote monitoring and control of advanced gas turbines. Computing & Control Engineering Journal, Volume: 12 Issue: 2, April 2001
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[34] 陈进．机械设备振动监测与故障诊断．上海交通大学出版社，1999．1
[35] 陆颂元．汽轮发电机组振动．中国电力出版社，2000．4
[36] 袁鹏飞．SQL Server 7.0数据库系统管理与应用开发．人民邮电出版社，1999．5
[37] 李劲．Windows 2000 Server组网与安全配置手册．中国青年出版社，2000．7
[38] 俞卞章等．数字信号处理．西北工业大学出版社，1994．1
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[43] 来五星，轩建平等．分布式监测诊断系统中历史数据库系统开发的设计．振动、测试与诊断，vol．18，1998．6
[44] 史挺进，缪思恩等．分布式网络化状态监测与故障诊断系统．发电设备，1999．2
[45] 邱忠宇．基于多Agent的汽轮发电机组故障诊断技术的研究与应用．浙江大学博士论文．2000．2
[46] 何敏，乔林等．Delphi5.0程序设计．中国铁道出版社，2000．1
[47] 王珊等编著．数据仓库技术与联机分析处理．科学出版社，1998．6
[48] 郭晓光，高希彦等．基于PC机的内燃机试验台数据采集和分析系统的开发．小型内燃机与摩托车，V．31 2002．1
[49] 韩捷，张瑞林编著．旋转机械故障机理及诊断技术．机械工业出版社，19977．8
[50] 程道来，吴茜．国内电站故障诊断系统现状及发展方向．动力工程，1999．2
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[65] http://www.gongkong.com
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[75] 陈海涵，章武媚．水电站基于AduC812单片机的大容量数据采集系统设计．浙江水利科技，2002．5
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