設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)進(jìn)展-研究專題培訓(xùn)課件

1、1前 言 1前 言 技術(shù)內(nèi)涵 設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)是大型機(jī)械設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)之一，是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代測試技術(shù)和信號處理技術(shù)的迅速發(fā)展而發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，是現(xiàn)代化生產(chǎn)發(fā)展的產(chǎn)物，也是各種自動化及一般機(jī)電系統(tǒng)提高效率和可靠性，進(jìn)行預(yù)知維修及預(yù)知管理的基礎(chǔ)。技術(shù)內(nèi)涵 應(yīng)用價值 應(yīng)用設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和診斷，可以找出生產(chǎn)系統(tǒng)中的事故隱患，及時發(fā)現(xiàn)機(jī)器的故障和預(yù)防設(shè)備惡性事故的發(fā)生，從而避免人身傷亡、環(huán)境污染和巨大經(jīng)濟(jì)損失。設(shè)備故障大都是由于人為干預(yù)以及不當(dāng)措施所造成的，因而減少維護(hù)次數(shù)和提高維護(hù)的科學(xué)性是預(yù)防設(shè)備惡性事故發(fā)生的重要方面。 應(yīng)用價值 為現(xiàn)代設(shè)備維修提供技術(shù)手段 由于故障

2、診斷技術(shù)能診斷和預(yù)報(bào)設(shè)備的故障，因此在設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)沒有故障時可以不停車，在發(fā)現(xiàn)故障前兆時能及時停車，按診斷出故障的性質(zhì)和部位，有目的檢修，即預(yù)知維修，預(yù)知維修方式可以從根本上改變原有的設(shè)備維修制度。以預(yù)知維修取代以時間為基礎(chǔ)的預(yù)防性維修，成為關(guān)鍵設(shè)備和大中型設(shè)備維護(hù)方式的發(fā)展趨勢。由于診斷技術(shù)所產(chǎn)生的巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，從而得到迅速發(fā)展。 為現(xiàn)代設(shè)備維修提供技術(shù)手段 2設(shè)備監(jiān)測、診斷技術(shù) 與設(shè)備維修方式 2設(shè)備監(jiān)測、診斷技術(shù) 與設(shè)備維修方式 設(shè)備維修的幾種方式 從機(jī)電設(shè)備的維修歷史和現(xiàn)狀來看，設(shè)備維修方式大致有： 發(fā)生事故停機(jī)維修，定期停機(jī)維修或預(yù)防性維修，預(yù)知維修或狀態(tài)維修。 設(shè)備維修

3、的幾種方式 從機(jī)電設(shè)備的維修歷史和現(xiàn)狀來看傳統(tǒng)的設(shè)備維修方式 傳統(tǒng)的設(shè)備維修方式為運(yùn)轉(zhuǎn)至損壞再維修和以時間為基礎(chǔ)的預(yù)防性維修。 前者一般用于廉價的小型機(jī)器，采用后備設(shè)備來保證生產(chǎn)； 后者也稱定期維修，一般用于大中型設(shè)備，不論設(shè)備是否有故障都按人為計(jì)劃的時間定期維修，為避免重要設(shè)備意外停產(chǎn)而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，周期性強(qiáng)制維修時間往往留有較大的安全系數(shù)，因而這種維修方式是不經(jīng)濟(jì)的。 傳統(tǒng)的設(shè)備維修方式 傳統(tǒng)的設(shè)備維修方式為運(yùn)轉(zhuǎn)至損壞先進(jìn)的預(yù)知維修方式 設(shè)備的預(yù)知維修是設(shè)備動態(tài)維護(hù)方式，它通過對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)作監(jiān)測與診斷來取代定期維修方式； 其維修原則是：只有當(dāng)監(jiān)測、分析和診斷結(jié)果表明有必要維修時才進(jìn)

4、行維修。 先進(jìn)的預(yù)知維修方式 設(shè)備的預(yù)知維修是設(shè)備動態(tài)維護(hù)方設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)提供預(yù)知維護(hù)的技術(shù)手段 設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)為實(shí)現(xiàn)預(yù)知維護(hù)提供了技術(shù)手段； 通過檢測分析設(shè)備經(jīng)歷的和當(dāng)前的狀態(tài)，并預(yù)測隨后的發(fā)展，則可以隨時、科學(xué)、有效地揭示設(shè)備當(dāng)前的工作狀態(tài)，并預(yù)測今后多長時間設(shè)備狀態(tài)將達(dá)到不可接受的程度而應(yīng)當(dāng)停機(jī)維修； 從傳統(tǒng)的預(yù)防維護(hù)上升到預(yù)知維護(hù)，為從根本上改變傳統(tǒng)的設(shè)備維修制度創(chuàng)造了條件。 設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)提供預(yù)知維護(hù)的技術(shù)手段 設(shè)備監(jiān)3設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù) 的進(jìn)展 3設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù) 的進(jìn)展 31 從技術(shù)發(fā)展歷史過程看， 設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)大致經(jīng) 歷了兩個階段 31 從技術(shù)發(fā)展歷史過程看

5、， 設(shè)備技術(shù)發(fā)展的第一階段 第一階段是以傳感器技術(shù)和動態(tài)測試技術(shù)為基礎(chǔ)，以信號處理技術(shù)為手段的常規(guī)技術(shù)發(fā)展階段。 這一階段的技術(shù)已在工程中得到了應(yīng)用，它吸收了大量的現(xiàn)代科技成果。 傳感器技術(shù)的飛躍發(fā)展，使之可以利用振動、噪聲、力、溫度、電、磁、光、射線等多種信息。由此產(chǎn)生了設(shè)備的振動、噪聲、光譜、鐵譜、無損檢測、熱成像等監(jiān)測和故障分析技術(shù)。 信號分析與數(shù)值處理技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合微計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使各種方法應(yīng)運(yùn)而生，如：狀態(tài)空間分析、對比分析、函數(shù)分析、邏輯分析、統(tǒng)計(jì)和模糊分析方法、傳感器信息融合方法等。近年來，各種數(shù)據(jù)處理軟件、硬件的出現(xiàn)使實(shí)時在線監(jiān)測及故障分析技術(shù)成為可能。 技術(shù)發(fā)展的第一階

6、段 第一階段是以傳感器技術(shù)和動技術(shù)發(fā)展的第二階段 人工智能技術(shù)為設(shè)備監(jiān)測和故障分析的智能化發(fā)展提供了可能，使得現(xiàn)代監(jiān)測技術(shù)發(fā)展步入第二階段。這一階段的研究內(nèi)容與實(shí)現(xiàn)方法已開始并正在繼續(xù)發(fā)生著重大變化。 以數(shù)據(jù)處理為核心的過程將被以知識處理為核心的過程所替代。 開展了專家系統(tǒng)、灰色理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊分析等理論、方法和應(yīng)用技術(shù)的研究。 在這一階段，信號檢測與數(shù)據(jù)處理仍然起著十分重要的作用，然而起主導(dǎo)作用的將是人類專家的知識，包括人類專家所擁有的領(lǐng)域知識、求解問題的方法等。由于實(shí)現(xiàn)信號檢測、數(shù)據(jù)處理與知識處理的統(tǒng)一，使得先進(jìn)技術(shù)不再是少數(shù)專業(yè)人員才能掌握的技術(shù)，而是一般操作人員所能使用的工具。 技

7、術(shù)發(fā)展的第二階段 人工智能技術(shù)為設(shè)備監(jiān)測和故障分析技術(shù)的發(fā)展 機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測技術(shù)，已經(jīng)從單憑直覺的耳聽、眼看、手摸，發(fā)展到采用現(xiàn)代測量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信號分析技術(shù)的先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)，諸如超聲、聲發(fā)射、紅外測溫等，層出不窮。 人工智能、專家系統(tǒng)、模糊數(shù)學(xué)等新興學(xué)科在機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)中也找到用武之地。 設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)有很強(qiáng)的工程背景，具有重要的實(shí)用價值，并且以深厚的理論為基礎(chǔ)。系統(tǒng)論、信息論、非線性科學(xué)等最新的技術(shù)在其中都有廣泛的應(yīng)用。 技術(shù)的發(fā)展 機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測技術(shù)，已經(jīng)從單32 從設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)的流程來 看，設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)的進(jìn)展分 為：信號采集、信號處理和故障診 斷

8、等幾個階段 以下分別對3個階段的進(jìn)展進(jìn)行說明： 32 從設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)的流程來 看，(1) 信號采集技術(shù) 因?yàn)橹挥胁杉椒从吃O(shè)備實(shí)際狀態(tài)的各種信號，監(jiān)測與診斷才有意義。在信號采集技術(shù)中，傳感器技術(shù)是重點(diǎn)。 傳感器按功能分有：振動傳感器、聲級計(jì)、聲發(fā)射傳感器、溫度傳感器等。 以往對傳感器的研究偏重硬件方面，要求其良好的動態(tài)特性、靈敏度、穩(wěn)定性和抗干擾能力強(qiáng)等。 隨著監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的龐大化和復(fù)雜化，傳感器的類型和數(shù)量急劇增多，形成了傳感器群，從而帶動了傳感器如何布局的研究。由于傳感器的組合不同，提供了設(shè)備不同類型、不同部位的信息，由此產(chǎn)生了對信息融合的研究。 (1) 信號采集技術(shù) 因?yàn)橹挥胁杉?/p>

9、到反映設(shè)備實(shí)(2) 信號分析和處理方法 信號分析和處理方法的研究是設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)的關(guān)鍵，也是理論和方法研究的熱點(diǎn)之一。原始信號大部不能直接利用，必須利用信號分析和處理技術(shù)對信號進(jìn)行分析，以得到能夠敏感反映設(shè)備狀態(tài)的特征因子，因此敏感因子的確定和提取技術(shù)是監(jiān)測與診斷技術(shù)中的關(guān)鍵內(nèi)容。 (2) 信號分析和處理方法 信號分析和處理方(2) 信號分析和處理方法（續(xù)） 在機(jī)電系統(tǒng)動態(tài)信號分析方法和應(yīng)用技術(shù)方面，新近的發(fā)展有： 采用空間域?yàn)V波的預(yù)處理、采用VoidKalman濾波的多軸階比信號分析技術(shù)、適于非平穩(wěn)信號的基于WignerVille分布分析、小波(Wavelet)變換方法、混沌分析方法、智

10、能傳感與檢測技術(shù)、以及與VXI（PXI）總線儀器平臺相關(guān)的技術(shù)等。 (2) 信號分析和處理方法（續(xù)） 在機(jī)電系統(tǒng)動(3) 設(shè)備故障診斷方法 設(shè)備故障診斷方法的研究是設(shè)備監(jiān)測與診斷技術(shù)的核心。 識別設(shè)備的狀態(tài)為正常或異常，判斷為異常后再進(jìn)行原因分析，這是故障診斷的實(shí)質(zhì)。 設(shè)備故障診斷技術(shù)根據(jù)不同的信號類型，分為振聲診斷、溫度診斷、油液分析、光譜分析等。 在診斷技術(shù)發(fā)展前期，受技術(shù)條件限制，儀器處理后的信號主要靠人去分析。如對振動、噪聲的故障分析和故障判別，如對油液中顆粒大小和形狀的分析，只有有經(jīng)驗(yàn)的行家、專家和專業(yè)技術(shù)人員才能將它和故障聯(lián)系起來。 (3) 設(shè)備故障診斷方法 設(shè)備故(3) 設(shè)備故障

11、診斷方法（續(xù)） 近來隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，故障診斷的自動化和智能化的要求逐漸變成現(xiàn)實(shí)。 基于知識的專家系統(tǒng)通過人機(jī)對話，能較為準(zhǔn)確地診斷出常見各種故障，在診斷中已有成功應(yīng)用。 模糊理論由于具有處理不確定信息的能力，因此通常和專家系統(tǒng)相結(jié)合，作為前處理和后處理。 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的并行計(jì)算能力和自學(xué)習(xí)功能及聯(lián)想能力，適合作故障分類和模式識別；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基于規(guī)模的數(shù)值計(jì)算，具有學(xué)習(xí)能力，但不具有解釋能力。 專家系統(tǒng)是基于符號的推理系統(tǒng)，存在知識獲取困難的缺點(diǎn)，但具備解釋功能；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)優(yōu)勢互補(bǔ)，二者結(jié)合有良好前景。演化算法適合故障診斷中的推理和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，具有較強(qiáng)生命力。 (3)

12、設(shè)備故障診斷方法（續(xù)） 近來隨著人工智能技(3) 設(shè)備故障診斷方法（續(xù)） 信息融合方法實(shí)現(xiàn)了綜合診斷。 故障診斷的最終目標(biāo)是利用各種信息提高確診率。 單維的信息顯然具有局限性，根據(jù)信息論原理，由單維信息融合起來的多維信息，其信息含量比任何一個單維信息量以及單維信息的簡單組合都要大。 目前進(jìn)行信息融合的方法主要有：Bayes推理、Kalman濾波、DS推理等。 近來利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息融合顯示了巨大優(yōu)勢。 (3) 設(shè)備故障診斷方法（續(xù)） 信息融合方法實(shí)(3) 設(shè)備故障診斷方法（續(xù)） 分形、小波和混沌等非線性理論和方法在故障診斷理論中的應(yīng)用，給傳統(tǒng)的故障診斷技術(shù)帶來了新的生機(jī)和活力，為提高故障診斷

13、能力提供了新的方法。 小波變換理論的工程應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了信號處理的時頻域分析，解決了多年來困擾人們的非平穩(wěn)信號處理問題，使信號處理技術(shù)登上了新的高度； 分形幾何開始在各種信號處理中顯示其特殊功能，開辟了數(shù)字處理和圖形識別的新方向； 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論進(jìn)入狀態(tài)識別和信號處理領(lǐng)域，使智能診斷系統(tǒng)有了突破性進(jìn)展。 這些方法能夠從提取的機(jī)械動態(tài)信號中刻畫出故障的內(nèi)在復(fù)雜性，表征設(shè)備的故障機(jī)理，有效控制故障的進(jìn)一步劣化。由于特征因子提取的重要性，信號處理每一種新技術(shù)在設(shè)備診斷中的應(yīng)用，都是對設(shè)備診斷技術(shù)的一次重大推動。 (3) 設(shè)備故障診斷方法（續(xù)） 分(3) 設(shè)備故障診斷方法（續(xù)） 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和相關(guān)技術(shù)

14、的發(fā)展，故障診斷系統(tǒng)已經(jīng)逐步發(fā)展成為一個復(fù)雜技術(shù)的綜合體。 在這個綜合體中，包含了模式識別技術(shù)、形象思維技術(shù)、可視化技術(shù)、建模技術(shù)、并行推理技術(shù)和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)等。 只有充分發(fā)揮這些技術(shù)的作用，才能有效地改善故障診斷系統(tǒng)的推理診斷能力、數(shù)據(jù)處理能力、信息綜合能力和知識集成能力，推動故障診斷技術(shù)向著信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和集成化的方向發(fā)展。(3) 設(shè)備故障診斷方法（續(xù)） 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)備故障診斷方法（續(xù)）機(jī)電系統(tǒng)故障診斷流程與應(yīng)用技術(shù) 設(shè)備故障診斷方法（續(xù)）機(jī)電系統(tǒng)故障診斷流程與應(yīng)用技術(shù) 基于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備異地監(jiān)測與診斷技術(shù) 基于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備異地監(jiān)測與診斷技術(shù) 基于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備異地監(jiān)測與診斷

15、技術(shù) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，可以利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將數(shù)據(jù)快速、準(zhǔn)確的傳送，其優(yōu)點(diǎn)是可以通過傳輸介質(zhì)實(shí)現(xiàn)在線、實(shí)時和異地的監(jiān)測與診斷，并能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享。 故障診斷可以充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)對生產(chǎn)設(shè)備的重要參數(shù)，如數(shù)控設(shè)備工作參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)、電機(jī)功率、軸承溫度、設(shè)備振動量等進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，并通過TCP/IP等協(xié)議填報(bào)到服務(wù)器的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)庫中，以備遠(yuǎn)程專家進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和查看歷史數(shù)據(jù)； 還可對設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行簡單診斷，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常時則通過E-mail或手機(jī)短消息對設(shè)備工程師進(jìn)行傳呼，做到對故障的快速響應(yīng)和及時處理。 基于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備異地監(jiān)測與

16、診斷技術(shù) 隨著計(jì)算機(jī) 應(yīng)用遠(yuǎn)程設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)有： 應(yīng)用遠(yuǎn)程設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)有： 41 實(shí)現(xiàn)故障的遠(yuǎn)程診斷 在故障診斷的過程中，采集的數(shù)據(jù)是對設(shè)備故障作出正確判斷的依據(jù)。 但是在數(shù)據(jù)分析時，分析的結(jié)果受制于分析人員的經(jīng)驗(yàn)和水平。由于現(xiàn)場的人員的經(jīng)驗(yàn)和水平有限，對一些復(fù)雜的問題或未曾遇到的問題難以作出準(zhǔn)確的判斷；若外請專家來現(xiàn)場，既需要大量的資金又難以及時處理現(xiàn)場問題。 采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)后，數(shù)據(jù)就可以通過網(wǎng)絡(luò)將故障信息及時地送至診斷中心，領(lǐng)域?qū)＜覀兛梢栽诋惖乩盟脭?shù)據(jù)對設(shè)備故障進(jìn)行分析，并將結(jié)果及時的反饋回生產(chǎn)現(xiàn)場，以便及時采取措施，減小損失。 對于復(fù)雜的故障

17、還可以在網(wǎng)絡(luò)上組織國內(nèi)外專家會診，從而大大的節(jié)約了時間和經(jīng)費(fèi)。 41 實(shí)現(xiàn)故障的遠(yuǎn)程診斷 在故障診斷的過程中42 知識資源的共享 遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷可以使大范圍內(nèi)的領(lǐng)域?qū)＜业闹R實(shí)現(xiàn)共享，克服局部地區(qū)知識缺乏的弊端，加強(qiáng)了科研院所、大專院校和生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)合作，提高了設(shè)備監(jiān)測與診斷的準(zhǔn)確性、可靠性和及時性。 42 知識資源的共享 遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測與故障43 提高管理水平 將遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)與企業(yè)的管理信息系統(tǒng)相連，使它們之間可以互通信息，構(gòu)成企業(yè) Intranet大系統(tǒng)，能夠提高企業(yè)管理水平。 企業(yè)的銷售和設(shè)備維修部門可以通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)及時為設(shè)備用戶提供維修服務(wù)信息和提供維修方面的技術(shù)支持，可以

18、大大改善企業(yè)的設(shè)備維修和售后服務(wù)水平。 43 提高管理水平 將遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)與44 為特殊設(shè)備提供診斷 遠(yuǎn)程診斷能實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)洋船舶、海洋鉆井平臺、核電站、航天器等特殊設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，為設(shè)備的安全運(yùn)行提供可靠的技術(shù)保障。 44 為特殊設(shè)備提供診斷 遠(yuǎn)程診斷能實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)基于虛擬儀器的監(jiān)測與 診斷儀器及系統(tǒng) 基于虛擬儀器的監(jiān)測與 診斷儀器及系統(tǒng) 基于虛擬儀器的監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng) 虛擬儀器(Virtual lnstrument)是計(jì)算機(jī)同儀器技術(shù)深層技術(shù)深層次結(jié)合產(chǎn)生的全新概念的系統(tǒng)； 由于其開發(fā)環(huán)境友善，具有開放性和柔性，若增加新的功能可方便地由用戶自己改變軟件實(shí)現(xiàn)，而用戶可以不必懂得總線技術(shù)

19、和掌握面向?qū)ο蟮恼Z言； 利用這些特點(diǎn)便于在系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測和診斷方法的應(yīng)用集成。 基于虛擬儀器的監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng) 虛擬儀器(V檢測儀器的演變過程 檢測儀器的演變過程 基于虛擬儀器的監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng)（續(xù)） “軟件就是儀器”反映了虛擬儀器技術(shù)的本質(zhì)特征。 虛擬儀器系統(tǒng)的概念推進(jìn)了以儀器為基礎(chǔ)的監(jiān)控系統(tǒng)的傳統(tǒng)構(gòu)造方法的進(jìn)化。 過去獨(dú)立分散、互不相干的許多構(gòu)成在虛擬儀器系統(tǒng)的概念下，正在逐漸靠攏、相互影響，并形成新的技術(shù)方法和技術(shù)規(guī)范。 基于虛擬儀器的監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng)（續(xù)） “軟件就基于虛擬儀器的監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng)（續(xù)） 在計(jì)算機(jī)技術(shù)的推動下，以虛擬儀器為標(biāo)志的通用化、智能

20、化和網(wǎng)絡(luò)化儀器及系統(tǒng)得到迅猛發(fā)展，使得監(jiān)測儀器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)生了深刻的變化。 虛擬儀器技術(shù)綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)總線技術(shù)和軟件工程方法，代表了監(jiān)測儀器未來的發(fā)展方向。 基于虛擬儀器的監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng)（續(xù)） 在計(jì)算機(jī)基于虛擬儀器的監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng)（續(xù)） 虛擬儀器具有集成支撐環(huán)境、交互式編程平臺、完善的兼容性、功能強(qiáng)大的函數(shù)庫和總線匹配和網(wǎng)絡(luò)功能，能進(jìn)行直觀的圖形用戶界面設(shè)計(jì)、多種靈活的程序調(diào)試手段； 在該環(huán)境下便于構(gòu)造和植入特定的模型和規(guī)則，便于實(shí)現(xiàn)信息分析和應(yīng)用的集成與共享。國際上有代表性的是美國NI公司的技術(shù)，提供了Labview，LabWi

21、ndows/CVI等儀器開發(fā)系統(tǒng)。 基于虛擬儀器的監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng)（續(xù)） 虛擬儀器基于虛擬儀器的監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng)（續(xù)） 虛擬儀器技術(shù)用于設(shè)備監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng)是一個新的發(fā)展方向。 當(dāng)前國內(nèi)外已研究和應(yīng)用基于虛擬儀器的設(shè)備監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng)，使原有設(shè)備監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng)具有柔性和開發(fā)性，使儀器系統(tǒng)適應(yīng)于不同的用戶和環(huán)境，易于變更、升級和維護(hù)。 基于虛擬儀器的監(jiān)測與診斷儀器及系統(tǒng)（續(xù)） 虛擬儀器5-b 單機(jī)監(jiān)測界面5-b 單機(jī)監(jiān)測界面設(shè)備監(jiān)測與診斷的方式及其發(fā)展趨勢 設(shè)備監(jiān)測與診斷的方式及其發(fā)展趨勢 61 離線定期監(jiān)測與診斷的方式 測試人員定期到現(xiàn)場用一個傳感器依次對各測點(diǎn)進(jìn)行測試，

22、并用記錄儀器或存儲儀器記錄信號，數(shù)據(jù)處理在專用計(jì)算機(jī)上完成，或是直接在便攜式內(nèi)置微機(jī)的儀器上完成；這是當(dāng)前利用進(jìn)口監(jiān)測儀器普遍采用的方式。 采用該方式，測試系統(tǒng)較簡單，但是測試工作較繁瑣，需要專門的測試和故障分析人員；由于是離線定期監(jiān)測，難以及時避免突發(fā)性故障。 61 離線定期監(jiān)測與診斷的方式 測試人員62 在線檢測、離線分析監(jiān)測與診斷的方式 亦稱主從機(jī)監(jiān)測與診斷方式，在設(shè)備上的多個測點(diǎn)均安裝傳感器，由現(xiàn)場微處理器對設(shè)備各測點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，在主機(jī)系統(tǒng)上由專業(yè)人員進(jìn)行狀態(tài)分析和故障判斷。 相對第一種方式，該方式免去了更換測點(diǎn)的麻煩，并能在線進(jìn)行檢測和報(bào)警；但是該方式需要離線進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和判斷，而且分析和判斷需要專業(yè)技術(shù)人員參與。 62 在線檢測、離線分析監(jiān)測與診斷的方式 63 自動在線監(jiān)測與診斷的方式 該方式能夠?qū)崿F(xiàn)自動在線監(jiān)測設(shè)備的工作狀態(tài)，及時進(jìn)行故障預(yù)報(bào)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)在線地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析判斷；由于能根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)準(zhǔn)則進(jìn)行智能化的比較和判斷，中等文化水平的值班工作人員經(jīng)過短期培訓(xùn)后就能使用。 該方式技術(shù)進(jìn)步，不需要人為更換測點(diǎn)，不僅不需要專門的測試人員，也不需要專業(yè)技術(shù)人員參與分析和判斷；但是軟硬件的研制工作量很大，針對性強(qiáng)、應(yīng)用成本較高。 63 自動在線監(jiān)測與診斷