研究与设计基于LabVIEW的高温风机在线监测系统的研制陈印梅周凤星（武汉科技大学信息科学与工程学院湖北武汉430081）系统；根据高温风机监测系统数据流量状况、机组运行特点及现场监测要求，结合网络通讯技术和数据库知识，以图形化设计语言LabVIEW为开发平台，成功完成了烧结厂高温风机在线监测系统的研制。

　　1监测系统的背景烧结厂高温风机属旋转类机械，是工矿企业的重要设备，不同旋转类机械在生产中的作用不同，所采用的监测方法和装置也不一样，对于烧结厂的高温风机采用的是在线监测和故障诊断系统。高温风机系统主要由风机和电机两部分组成，监测信号为振动和温度，并可形成不同的监测区域。虚拟仪器技术、网络通讯技术和数据库知识是构建该监测系统软件技术的基础，为实现高温风机的实时监测及基于网络化的多点监测，进而开发了高温风机故障诊断及在线监测系统。

　　2监测系统的基本组成原理风机及电机状态监测系统是通过监测振动信号对故障进行分析，信号经过信号调理滤波、放大后，利用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，同时利用状态监测及故障诊断系统软件进行频谱分析，提取出故障特征以获得设备劣化状态。

　　高温风机的监测系统一般由三部分组成：现场仪器模块、网络通讯模块和客户端应用程序。现场仪器负责采集。

　　3基于LabVIEW平台的风机监测系统LabVIEW是一个高效的图形化程序设计环±竟，利用编程人员熟悉的术语、图表和概念来说明程序的具体行为，直观清晰111.在基于LabVIEW的平台上实现高温风机监测系统的设计具有简捷快速L陈印女武汉科技大学，硕士研宄生硕士研宄生，研宄方向：数字信号处理1，高温风机监测系统结构图的特点。作为专业的虚拟仪器语言，使用Lab VffiW可以迅速开发监测系统，结合开发应用的工具包可以方便地将现场仪器数据发布到服务器上实现网络化。

　　测试数据在网上的传输是在线监测系统的关键，以往虚拟仪器多米用TCP/IP和ActiveX等技术来解决数据传输问题。为了满足高温风机监测系统数据流量状况、机组运行特点及现场监测要求，此监测系统米用的是OPCServer模式的DataSocket技术。DataSocket是一种面向测量和自动化工程的网上高速数据交换的编程新技术，是一种简化计算机和应用程序之间数据交换的网络技术。使用DataSocket传输数据时采用和WWW浏览器相似说明使用的通讯协议和数据资源的位置（如表1所自动化领域广泛采用的不同应用程序之间的链接技术。在LabVIEW平台上可以方便地使用DataSocket技术实现客户端与现场仪器系统的数据交换，从而实现在线监测。

　　4LabVIEW与数据库访问根据不同开发系统的要求在利用LabVIEW开发应用软件时不可避免地要进行数据库访问。使用数据库访问技术可以创建一个实用的数据库来管理复杂测试任务、存储测试数据并且能够总结测试结果的自动测试系统；3Ac在基于数据库的虚拟仪器blishing（3）机械松现场仪器表1数据资源位置量测试系统中很重要的一部分工作是对实时采集的数据进行显示、查询等，其中比较关键的是对数据的读取和写入，即与数据库进行交互。LabVIEW访问数据库的方法很多，为了方便系统的开发，本系统采用的是免费LabVIEW数据库访问工具包LabS QL，实现数据库的查询、记录等操作。LabSQL与数据库的连接需要在Windows操作系统的ODBC数据源中创建数据源名DSN（datasourcename）。通过选用自己所需要的模块来实现数据库的访问。

　　5Rslinx的应用及其分析Rslinx是完整的32位通讯服务软件，可以为所-Bradley网络提供驱动程序，还可以与许多应用软件组合运行，能够监控计算机设定多个独立参数以及提供现场数据给DDE（动态数据交换）客户应用，为罗克韦尔的产品以及其他公司的（如微软）软件产品提供了通信联结。本系统主要利用OPC接口实现Rslinx与LabVffiW的通讯，同时当网关模块（XM500）为RslinxOPC提供数据时利用Rslinx软件对机组的监测对象进行诊断测试分析。就电机而言，其振动信号分析中除了振动幅值外，振动频率也是故障诊断分析的重要依据，可以根据振动频率与故障的关系进行故障诊断。引起电机轴承故障的一般原因有：不平衡。其频率特征以径向为主，能检测到14倍于转频的振动增加量，其中在转频的一倍频处有*大值并且会有较小的高次谐波；不对中。其频率特征为轴向突出，二倍频处有大的能量分布；通讯模块关谐波，主要有3倍频、5倍频、7倍频等。

　　从a轴承振动的时域波形可以看到波形明显具有对称性和周期性，而频谱图（如h所示）中50Hz幅值比较突出，同时伴有高次谐波，这是由于现场电机受工频干扰以及其他干扰所致。从频谱图中还能看到电机轴承振动能量主要集中在电机的转频24.9Hz（电机功率：880kW，转速：1494）处，同时伴有一些低频信号的存在，但无明显的2倍频、3倍频、4倍频等存在，说明电机不存在不平衡、不对中以及松动现象，由此可见电机运行状态是正常的。

　　a电机轴承振动的时域波形h电机轴承振动的频谱6监测系统的前面板设计及系统的监测功能在高温风机监测系统中使用虚拟仪器技术可以使系统的界面更加形象逼真。为了使系统监测准确、及时，该系统主要具有以下几种功能：振动趋势分析、机组温度监测、系统数据管理功能、报警及故障诊断功能等。监测系统的前面板如所示。

　　6.1振动测试功能振动测试利用的是ENTEK9200加速度传感器，分别安装在风机轴瓦和电机轴承上，用于检测风机轴瓦和电机轴承的振动。它的输出偏移量为11.8VDC，由于存在噪音干扰一般测量振动值不为零，风机监测系统显示界面经实践证明：风机轴瓦的报警振动指标是5.5mm.电机轴承的报警振动指标是3.5mm/s；在测振动值的同时还对风机轴瓦和电机轴承振动做了趋势分析，从趋势图很容易看出振动过高点，及时发现机组运行存在的隐患所在。

　　6.2系统数据管理功能一个系统对机组运行状态数据管理的好坏直接影响到对机组运行状态的管理。监测系统对数据的管理应满足以下三个要求：监测系统能够有效地保存大量网络传输的动态数据；当需要运行监测系统的分析功能进行机组的运行状况分析时，要求获取分析所需数据能按条件（某时间段异常）进行查询；数据管理比较灵活，在需要的时候能够对所需数据进行备份或删除等。该系统采用提取式管理数据，将产生异常的测量数据保存在数据库中作为历史数据查询。同时将取出的数据以趋势图的形式在监测画面上显示。

　　6.3报警及故障诊断功能该功能模块主要完成多通道的实时数据处理、指标计算及超界报警，当振动测量值超出阀值数值指标时报警，同时将超出阀值的测量振动值送数据库保存。报警以小灯颜色状态表示（“红色”表示“严重报警”，“黄色”表示一般报警，“绿色”表示运行正常），同时兼有声音报警以提示机组运行产生故障。

　　6.4机组温度监测功能机组的运行温度显示了高温风机系统的运行状的性能状况。经测量结果显示：。风机轴瓦的报警温度是75 -风机轴瓦跳闸温度是85*C；-电机轴承的报警温度为110 -电机轴承跳闸温度为130 6.5趋势分析功能烧结厂高温风机组的正常启动是烧结生产流程的主要环节，其电机启动的成功与否直接关系到烧结生产是否正常运行。电机启动障碍是电机使用过程的常见故障，从高温风机的监测系统的振动趋势图（见a、b）能够看出电机在启动过程中存在明显的故障，就启动正常的电机振动趋势来看，其振动有效值应该小于其报警指标，但从趋势图中看出b电机启动正常时的振动趋势此时继电器再动作时转子回路中尚有较大的电流存在，相当于转子短路启动，势必在定子电路中感应出很大的电流，从而造成过流跳车14.综合分析可知适当延长电机的启动时间就能保证电机的正常启动不会造成过流跳车。

　　7结束语LabVIEW软件开发平台为信号监测与网络传输提供了可靠的软件集成开发环境，利用网络技术与数据库知识来监测高温风机振动和温度可以对风机进行故障诊断，通过振动趋势分析及时地找到高温风机的问题所在。实践证明这对安全生产、科学维护和提高经济效益都有十分重要的意义。

　　电机在启动10秒后跳车，并存在较大的振动冲击，由于电机本身不存在机械故障，经诊断分析在故障状态下，电机启动时，转子感应电动势产生感应电流1很大，且频率*高，使频敏电阻瞬时进入深度过饱和，此时其绕组感抗不再继续大。由频敏电阻的1等效电路可知，电阻和感抗均不变时其电流必然i加很多。由于频敏电阻饱和很深，所以瞬间感应电动势及感应电流下降速度将会减慢，经过一段时间I