高速线材轧机传动系统在线监测与故障诊断
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摘要
故障诊断对于大型设备正常运行的重要性已逐渐被人们所认识。单一、各自独立的监测与诊断系统已不能适应现代大工业连续生产的要求，而基于计算机网络的分布式监测与诊断系统具有良好的开放性，实现资源共享，使来源不同的诊断资源能相互协作，共同解决诊断问题，避免重复开发，是当前和今后一段时间内的发展主流。
本文介绍了在线监测和故障诊断的发展现状、湘钢高速轧机的情况以及针对湘潭钢铁公司高线厂开发的高速轧机在线监测及故障诊断系统。并从两部分重点介绍了该系统：一是结合CORBA及SOAP／Web Service技术，并在诊断系统中用C++ Builder实现，较好地解决了实时数据的动态显示以及负载均衡等问题；二是故障诊断部分，在时域、频域、幅值域振动信号进行特征提取、趋势分析以判定故障的位置、类型及严重程度。同时对软件提出了改进和完善意见。
高速轧机传动系统在线监测与故障诊断系统具有可移植性和可扩充性、安全可靠、抗干扰能力强，软件功能丰富、操作方便，通过图形和用户界面提示操作，硬件配置结构合理。对于企业使用和开发新一代远程诊断系统具有借鉴作用。
At present fault diagnosis has been paid attention to acquaint especially for great facility. Single and independent monitoring and fault diagnosis system can't meet the build-in needs of successive production in modern industries, but the distributed system based on internet is open, knowledge sharing, resources from different developer cooperate to solve the diagnosis problem and avoid exploiting again.
In this thesis, the current development of the on-line monitoring and fault diagnosis is introduced. The high-speed rolling mill of the Xiangtan Iron & Steel Group Company Limited and the exploited software system are also introduced. The two main parts are following: one is that the system, applied by the C++ Builder and integrated by the CORBA and SOAP/Web Service, has solved the dynamic display of the real-time data and load equilibrium; the other is the fault diagnosis part which includes the feature extraction and trend analysis of the data, in the time-domain, frequency-domain and amplitude-domain, in order to predicate the faults' places, style and serious degree. At the same time, this thesis proposes the improving suggestions of the software.
On-line monitoring and fault diagnosis system about high speed wire rod rolling mill transmission agent is provided with replant ability, well expansion, better security, strong anti-disturbance. The software is affluent in the function. Operation is convenient. Its graphs and user interfaces can guide the operator to complete the operation. The hardware have reasonable configuration. So the system uses for reference to enterprises' application and exploitation secondly.
本文介绍了在线监测和故障诊断的发展现状、湘钢高速轧机的情况以及针对湘潭钢铁公司高线厂开发的高速轧机在线监测及故障诊断系统。并从两部分重点介绍了该系统：一是结合CORBA及SOAP／Web Service技术，并在诊断系统中用C++ Builder实现，较好地解决了实时数据的动态显示以及负载均衡等问题；二是故障诊断部分，在时域、频域、幅值域振动信号进行特征提取、趋势分析以判定故障的位置、类型及严重程度。同时对软件提出了改进和完善意见。
高速轧机传动系统在线监测与故障诊断系统具有可移植性和可扩充性、安全可靠、抗干扰能力强，软件功能丰富、操作方便，通过图形和用户界面提示操作，硬件配置结构合理。对于企业使用和开发新一代远程诊断系统具有借鉴作用。
At present fault diagnosis has been paid attention to acquaint especially for great facility. Single and independent monitoring and fault diagnosis system can't meet the build-in needs of successive production in modern industries, but the distributed system based on internet is open, knowledge sharing, resources from different developer cooperate to solve the diagnosis problem and avoid exploiting again.
In this thesis, the current development of the on-line monitoring and fault diagnosis is introduced. The high-speed rolling mill of the Xiangtan Iron & Steel Group Company Limited and the exploited software system are also introduced. The two main parts are following: one is that the system, applied by the C++ Builder and integrated by the CORBA and SOAP/Web Service, has solved the dynamic display of the real-time data and load equilibrium; the other is the fault diagnosis part which includes the feature extraction and trend analysis of the data, in the time-domain, frequency-domain and amplitude-domain, in order to predicate the faults' places, style and serious degree. At the same time, this thesis proposes the improving suggestions of the software.
On-line monitoring and fault diagnosis system about high speed wire rod rolling mill transmission agent is provided with replant ability, well expansion, better security, strong anti-disturbance. The software is affluent in the function. Operation is convenient. Its graphs and user interfaces can guide the operator to complete the operation. The hardware have reasonable configuration. So the system uses for reference to enterprises' application and exploitation secondly.
引文
1．洪国胜、张建原、洪月里编著．C++ Builder程序设计轻松上手．北京：清华大学出版社，2001
2．Charlie Calvert，et al．著．Borland C++ Builder应用开发大全．北京：清华大学出版社，1999
3．卢文祥、杜润生．工程测试与信息处理．武汉：华中理工大学出版社，1994
4．谷士强．冶金机械安装与维护．北京：冶金工业出版社，1995
5．李友荣．随机振动．北京：冶金工业出版社，1994
6．吕勇．机械传动系统在线监测与故障诊断的研究．武汉科技大学硕士学位论文，2000
7．金阳．轧机实验台在线监测与故障诊断系统软件开发．武汉科技大学硕士学位论文，2001
8．杨叔子，吴雅．机械故障诊断的时序分析．西安：西安交通大学出版社，1989
9．廖双尤，王凌峰．基于Internet的旋转机械实时在线监测网．计算机应用．第20卷第5期
10．杨晓强．机械设备状态监测系统传动、测试与诊断。1993，(3)
11．何希才．传感器及应用．长沙：国防工业出版社，2001，5
12．欧进萍，王光远．结构随机振动．北京：高等教育出版社，1998
13．W．T．汤姆森著，康渊译．振动学理论及应用．北京：世界图书出版社，1989
14．陈克兴．设备状态监测与故障诊断技术．北京：科技技术文献出版社．1991
15．张正松等．旋转机械振动监测及故障诊断．北京：机械工业出版社，1995
16．李军旗等．诊断专家系统的不确定性问题研究．华中理工大学学报，1994，22(7)：19～22
17．李富才，訾艳阳，何正嘉．基于网络的分布式在线监测诊断系统，机械科学与技术，2001．9
18．闫晓强，袁晓江，程伟，王传斌．轧机工况在线监测系统功能构成，冶金设备，2001，8
19．虞和济，韩庆大，李沈等编著．设备故障诊断工程．北京：冶金工业出版社，2001
20．雷继尧，何世德．机械故障诊断基础知识．西安：西安交通大学出版社，1989
21．史铁林等．层次分类诊断模型．华中理工大学学报，1993(2)：7
22．师汉民等．机械振动系统—分析·测试·建模·对策(上册)．武汉：华中理工大学出版社，1992
23．师汉民等．机械振动系统—分析·测试·建模·对策(下册)．武汉：华中理工大学出版社，1992
24．张晓彤，徐金梧，杨德斌．大型连轧机传动齿轮在线故障诊断方法研究．钢铁，2001，3
25．余金山，周敏龙等．SQL Server 2000 Programming Guide编程指南．北京：北京希望电子出版社，2001
26．黎洪生，陶运锋，朱兆勋，苏勇．远程在线监测与故障诊断系统的设计和实现．武汉理工大学学报，2001，7
27．徐小力、殷健．旋转机械趋势预测方法的研究．北京机械工业学院学报，1999年第1期
28．时彧，韩庆大．800轧机计算机综合在线监测系统的应用．测控技术，2000年19卷第9期
29．徐章遂、房立清等著．故障信息诊断原理及应用．北京：国防工业出版社，2000年7月
30．熊良才，何岭松，史铁林，杨叔子．基于Internet的轧机状态监测与故障诊断系统的研制．冶金自动化，2000年第5期
31．时彧．轧机操作的监控方法．冶金设备，1999年8月第4期
32．汤宝平，郑朝云，李碧蓉，文代刚．输油泵机组状态监测分析诊断系统的设计．重庆交通学院学报，1999，9
33．张琳娜，刘武发．传感检测技术及应用．北京：中国计量出版社，1999
34．李峥、李素芳．在程序中动态建立数据表的索引．河北省科学院学报，2001年11月第18卷第4期
35. Fitchec. Proactive Maintenance for Mechanical System. Elesvier Sience Publishers, 1992
36. T. Sorsa, H.H. Koivo. Neural Networks in Process Fault Diagnosis. IEEE Trans on SMC, 1991,22(7):19～22
37．虞和济，韩庆大，李沈等编著．设备故障诊断工程．北京：冶金工业出版社，2001
38．寇惠，原培新．故障诊断中的振动信号处理．北京：冶金工业出版社，1989
39．张定会，邵惠鹤．实时故障诊断专家系统的运行机制．自动化仪表，2000 Vol．21
40．徐小力，梁福平．旋转机械状态监测及预测技术的发展与研究．北京机械工业学院学报．1999年第1期
41．韩西京，张锦萍，赵淳生，史铁林．智能诊断中的状态监测与趋势分析．数据采集与处理，1999年第14卷第1期
42．中华人民共和国国家标准．旋转电机振动测定方法及限值振动测定方法GB 10068．1—88
43．陆建湖等．机械设备振动监测与故障诊断的发展与展望．仪器仪表分析与监测，1999年第1期
44．徐晖、冯永兵、肖传娥、黄思宁．基于SQL的数据存储和查询．山西电子技术，2001年第3卷
45．谭浩强．C程序设计(第二版)．北京：清华大学出版社，2000
46．李文忠．状态检修与在线监测．甘肃电力技术，
47．刘东辉，裴秋平．旋转机械的在线监测与故障诊断．冶金动力，2000年第5期
48．徐敏等主编．设备故障诊断手册—机械设备状态监测和故障诊断．西安交通大学出版社，1998
49．钱雪忠．SQL在数据库应用系统中的运用．电子器件，2000年9月第23卷第3期
50．蔡皖东．计算机网络技术[M]．西安电子科技大学出版社．1998
51．熊良才，何岭松，史铁林，杨叔子．基于WEB的轧机状态监测与故障诊断系统研究．钢铁．2000年9月第35卷第9期
52．李东晓，分布式监测诊断系统-理论技术和实践：[博士学位论文]．武汉：华中理工大学，1997
53．程炜，杨宗凯，乐春晖．基于Web Service的一种分布式体系结构．计算机应用研究．2002年第3期
54．W．T．汤姆森著，康渊译．振动学理论及应用．北京：高等教育出版社，1998
55．[美]L．科恩著．白居宪译．时-频分析：理论与应用．西安：西安交通大学出版社，1998
56．ALAN V．OPPENHEIM，ALAN S．WILLSKY，S．Hamid Nawab，刘树棠译．信号与系统．西安：西安交通大学出版社，1998
2．Charlie Calvert，et al．著．Borland C++ Builder应用开发大全．北京：清华大学出版社，1999
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4．谷士强．冶金机械安装与维护．北京：冶金工业出版社，1995
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10．杨晓强．机械设备状态监测系统传动、测试与诊断。1993，(3)
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31．时彧．轧机操作的监控方法．冶金设备，1999年8月第4期
32．汤宝平，郑朝云，李碧蓉，文代刚．输油泵机组状态监测分析诊断系统的设计．重庆交通学院学报，1999，9
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45．谭浩强．C程序设计(第二版)．北京：清华大学出版社，2000
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48．徐敏等主编．设备故障诊断手册—机械设备状态监测和故障诊断．西安交通大学出版社，1998
49．钱雪忠．SQL在数据库应用系统中的运用．电子器件，2000年9月第23卷第3期
50．蔡皖东．计算机网络技术[M]．西安电子科技大学出版社．1998
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