（机械工程专业论文）中国设备远程诊断网设计和应用开发——信息诊断商务中心的设计.pdf

摘要 摘要 中国设备远程诊断网目前主要为冶金行业的大型设备故障诊断提供技术支 持 第一阶段基本上实现了产品信息发布设备远程诊断 技术培训 成功地为企 业捕捉到3 0 余次设备故障隐患 并进行四次全国性高线棒材轧机设备故障诊断 技术培训 为了更好地服务用户 本文主要进行了以下几个方面的应用研究工作 1 中国设备远程诊断网框架系统构成 2 中国设备远程诊断网的页面设计 3 中国设备远程诊断网商务中心设计和实现 关键词设备故障诊断 电子商务 w e b 框架 商务中心 北京工业大学硕士学位论文 a b s t r a c t e q u i p m e n tr e m o t ed i a g n o s i sw e b s i t eo fc h i n am a i n l yp r o v i d e st e c h n o l o g i c a ls u p p o r t sf o rb i g e q u i p m e n tf a u l td i a g n o s i so ft h em e t a l l u r g yt r a d en o w i th a sb u i l tu pt h ee q u i p m e n tr e m o t e d i a g n o s i ss y s t e m t h et e c h n o l o g i c a lt r a i n i n gs y s t e m t h er e m o t eo n l i n em o n i t o r i n ga n dd i a g n o s i so f n u m e r i c a lc o n t r o lm a c h i n es y s t e md u r i n gm ef i r s tp h a s e a n ds u c c e s s f u l l yf o u n dh i d d e nt r o u b l e s o ff a u l t ye q u i p m e n t sf o rm o r et h a nt w e n t yt i m e s i ta l s oh a s s u c c e s s f u l l ys e r v e dn a t i o n a l e q u i p m e n tf a u l td i a g n o s i st e c h n i q u et r a i n i n go fh i g h l i n ew i r er o l l i n gm i l l e q u i p m e n tr e m o md i a g n o s i sw e b s i t eo fc h i n a e r d w c i sa l li n t e g r a t e dw e b s i t eb a s e do n i n f o r m a t i o n c o m m u n i c a t i o n a n dt e c h n i q u es e r v i c ea n de c o i i u t l e r c es e r v i c e o n eo f d e v e l o p m e n t a ld i r e c t i o n so ff a u l td i a g n o s i si st op e r f e c tn e t w o r kd i a g n o s i sf u n c t i o n t h ef u t u r e d e v e l o p m e n to r i e n t a t i o no fe r d w ci st op r o v i d ef a u l td i a g n o s i ss p e c i a lt e c h n i q u e e q u i p m e n t r e m o t eo n l i n em o n i t o r i n g e q u i p m e n td i a g n o s i ss e r v i c e sf o rc l i e n t s al o to f d a t am e a s u r e da tt h e s c e n eo ft h ep r o d u c t i o nf o r m i n gt h ee q u i p m e n tf a u l tc a s eb a s en e c e s s a r yt oe x p e r ts y s t e m t h e e q u i p m e n tf a u l tc a s eb a s ep r o v i d e st h et e c h n o l o g i c a ls u p p o r to fe q u i p m e n tr e m o t em o n i t o r i n ga n d d i a g n o s i sf o rl a r g ea n dm e d i u mc o r p o r a t i o n s a n ds t r u c t u r ew i t ha ni m p o r t a n tm e a n i n gi nt h e s u c c e s s f u lo p e n u pa n do p e r a t i o no ft h ew e b s i t e k e y w o r d s e q u i p m e n tf a u l td i a g n o s i s r e m o t e f r a m eo fw e b a p p l i c a t i o nd e v e l o p m e n t i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果 尽我所知 除了文中特别加以标注和致谢的地方外 论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果 也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意 签名 肇址日期 倒世掣 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留 使用学位论文的规定 即 学校有权 保留送交论文的复印件 允许论文被查阅和借阅 学校可以公布论文的全部或部 分内容 可以采用影印 缩印或其他复制手段保存论文 保密的论文在解密后应遵守此规定 签名 至釜莼 导师签名 日期 出圹 l饵 第1 章绪论 1 i 引言 1 1 i 课题来源 第1 章绪论 本课题来源于国家8 6 3 计划项目 高效加工中心和数控铣床关键支撑技术 研究 编号 2 0 0 2 a a 4 2 4 0 3 3 子课题 远程诊断系统及凸轮技术开发 和武汉钢 铁集团有限责任公司大型厂 高速线材轧机网络监测诊断系统 项目 1 1 2 课题目的和意义 中国远程设备诊断网是一个基于信息交流 技术服务和电子商务服务的综合 性网站 它利用大量现场实测数据 形成专家系统必需的设备故障案例库 为大 中型企业设备维护管理提供设备远程监测和诊断的技术支持 建立本网站的主要 目的是应用电子商务技术更好地为大中型企业设备维护管理人员服务 使人工进 行故障诊断的准确率达到9 0 以上 在机械设备的运行过程中 对其机械量 振 动 温度等 的实时监测和诊断分析 对于判断机械的运行状况 故障隐患 寿 命趋势及故障诊断是至关重要的 根据设备实际工作状况 安排合理的维修计划 可以避免重大事故的发生 减少或杜绝因突发机械故障的发生而导致的巨大经济 损失 因此网站的成功建立和运作具有非常重要的意义 建立智能网络维修服 务系统将成为2 1 世纪工程机械维修业的重点发展方向 在当今信息时代 i n t e r n e t 的迅速发展及其广泛的应用前景 使其成为各 种信息的载体 基于i n t e r n e t 远程故障诊断作为一种新型合作方式必将引起理 论研究j 生产企业以及计机技术开发等多方关注 因此设备故障诊断技术和计算 机网络技术相结合 使设备管理手段更加适应信息时代的要求 必将会有强大的 生命力和广阔的应用前景 设备诊断电子商务网站 是智能网络维修服务系统的重要组成部分 其主要 意义和作用如下 1 提供设备远程诊断服务 网站为每一个设备建立以振动数据为主的动态运行档案 利用网络技术 信 息技术等实现设备远程监测和故障诊断技术服务 2 提供设备诊断信息 设备诊断本身就属于信息技术的范畴 其产品的信息化和标准化的水平都很 北京工业大学工程硕士学位论文 高 网站充分利用互联网在信息发布和信息服务方面的优势 提供设备诊断技术 设备诊断产品 故障诊断案例等方面的信息 3 使用客户关系管理 c u s t o m e rr e l a t i o n s h i pm a n a g e m e n t c r m 系统 为用户提供优质服务 设备远程诊断网站运用电子商务的方法 采用客户关系管理技术 提供面向 客户的专业化 定制化的设备诊断产品和 一对一 的定制式诊断服务 4 更好地实现设备诊断产业和工业企业互动 设备诊断行业中一个重要的客户群是工业生产企业 通过电子商务网站的 建设 可以使设备诊断行业更加健康地发展 从而为各企业的生产提供更好的服 务 使这些企业为国民经济的建设发挥更大的作用 由于轴承寿命具有很大的离散性这个特点 需要进行状态监测与故障诊断 改变传统的定时维修 t b m t i m eb a s e dm a i n t e n a n c e 为视情维修 c b m c o n d i t i o nb a s e dm a i n t e n a n c e 或预知维修 p r m p r e d i c t i v em a i n t e n a n c e 这 不但可以防止机械工作精度下降 减少或杜绝事故发生 而且可以最大限度地发 挥轴承的工作潜力 节约开支 具有重要的意义 在国内 华中理工大学 西安交通大学 东南大学 北京科技大学等单位 都在开展远程设备诊断技术的开发和研究 其中以深圳市创为实技术发展有限公 司所做的远程诊断网站最突出 目前 创为实公司已建立了全球首个大型旋转机 械远程监测中心 并相继开通中石化 中石油 沈鼓 陕鼓及东汽等多个远程诊 断中心 并且 已经为大亚湾核电站 北京燕山石化 泰国t p i 和东帝士公司等 多家国内外电力 冶金 石化等大型企业 提供了近千套 8 0 0 0 系统 从而为企 业提供了一个崭新的大机组监测 诊断和管理模式 并日益得到企业的重视和认 可 另外 创为实公司在两院院士带领下 汇集电力 冶金 石化 制造厂等各 方面国内著名专家 组建了远程诊断专家队伍 提供大机组远程监测 现场开车 和动平衡等诊断服务 而我们现有的中国远程设备诊断网 w w w 1 e a d z h e n d u a n c o m 也有了一定的 应用条件和实践基础 他是得到北京科委的大力支持 由北京工业大学机电学院 武汉钢铁有限责任公司设备部设备诊断中心 华中理工大学华联科技工程公司 武汉市立德信息技术有限公司 北京亿企在线网络公司等五家单位合作建立的基 于互联网 i n t e r n e t 和企业内部网络 i n t r a n e t 的远程分布式设备状态 在线监测和故障诊断系统平台的一个门户网站 主要面向中国大中型生产制造企 业提供关键设备远程在线状态监测和故障诊断技术服务及相关产品 在国外 许多大公司在他们的产品中也加入了因特网功能 如n a t i o n a l i n s t r u m e n t s 公司在其虚拟仪器产品l a b v l e w 中 新增了因特网功能 这些都为 实施远程监测诊断技术打下了技术基础 在应用研究方面 新加坡南洋理工大学 2 第1 章绪论 n t u a s s o c p r o fs c h n b e r tf o o 等于其工业合作伙伴m a t s u s h i t at e c l m o l o g u p t e l t d 从信息检索利用的研究角度针对伙伴公司的产品的服务技术的提高 在 研究项目 a ni n t e l l i g e n tw 曲 b a s e dh e l p d e s kf o rc u s t o m e rs e r v i c es u p p o r t 中 实现了运用a i 技术诊断系统故障等功能 最近几年 德国的f l e n d e r 服务状态 检测公司 已开发出基于现代远程故障诊断技术的面向状态的维修技术 可通过 一自动机以发e m a i l 的方式实现远程服务 1 2 文献综述 1 2 1 机械设备状态监测和故障诊断 机械设备状态监测和故障诊断就是利用所测取的机械设备在运行中或相对 静止条件下的状态信息 通过对所测信息的处理和分析 并结合诊断对象的历史 情况 来定量识别机械设备及其零部件的实时技术状况 并预知有关故障和预测 未来运行状态而确定必要的对策的技术 随着科技和工业的发展 机械设备的结构越来越复杂 各部分关系越来越密 切 机械设备或某零部件的故障对生产或机械设备的运行有十分重要的影响 因 此 对重要的机械设备或关键的零部件实施故障诊断技术 对保证生产效率 减 少停车时间延长机械设备的使用期限 将计划性维修改为预知性维修 具有十分 重要的实践意义 1 2 1 1 机械设备状态监测和故障诊断技术现状及发展 本项目技术最早产生于二十世纪六十年代 美国是最早研究故障诊断的国 家 当时 意识到定期维修的弊病 开始变定期维修为预知维修 即在设备正常 的运行过程中开始进行维护 以发现潜在的故障 及早采取措施防止突发性故障 的产生 这种主动维修方式 避免了灾难性的设备故障 避免了失修和过剩维修 经济效益十分显著 根据国内外故障诊断技术的发展特点 大致可分为两个阶段 4 5 o 第一个阶段 2 0 世纪8 0 年代前 是故障诊断技术开始起步但尚未成熟阶段 美国早在1 9 6 1 年就成立了国家机械故障研究会 m f w g 在2 0 世纪6 0 年代末 美国国家宇航局就创立机械故障预防小组 从事故障机理研究 检测诊断技术研 究 可靠性分析研究以及耐久性评价 美国机械工程学会领导下的锅炉压力容器 监测中心应用声发射诊断技术诊断静止设备故障 英国在2 0 世纪6 0 年代末至 7 0 年代初 开始故障诊断技术的研究 主要目的是为了及时发现机械故障设备 运行过程中的隐患 减少因停机而带来的经济损失 日本的故障诊断技术起步稍 晚 但发展迅速 欧洲有些国家如德国 瑞典 丹麦等等在开展故障诊断仪器的 北京工业大学工程硕士学位论文 研究上具有先进水平 这些仪器主要用于振动 噪声测试等与故障诊断技术相关 的领域 第二个阶段 2 0 世纪8 0 年代起 是故障诊断技术走向成熟和实用的阶段 国外 在对故障诊断技术理论基础 技术方法及诊断装置等大量研究和开发的基 础上 随着电子计算机技术 现代测试技术 信号处理技术以及信号识别技术等 现代科学技术不断向故障诊断技术领域的渗透 故障诊断技术逐渐跨入了实用 化 系统化的时代 2 0 世纪8 0 年代开始 利用计算机对设备故障进行有效的辅 助监测和辅助诊断己成为重要的诊断手段 而且对计算机诊断系统积极进行研制 并应用于实际机组 这些诊断系统主要应用于旋转机械 透平机试验设备的检测 与诊断 2 0 世纪8 0 年代以后 人工智能技术和专家系统 神经网络等开始发展 并在实际工程中应用 使设备故障诊断技术达到了智能化的高度 智能诊断技术 是当今世界发达国家的研究热点之一 在专家系统已有较深厚基础的国家中 机 械 电子设备的故障诊断专家系统已基本完成了研究和试验的阶段 开始进入广 泛应用阶段 我国的机械设备故障诊断技术起步约在二十世纪七十年代 九十年代后发 展迅速 目前我国在一些特定设备的故障诊断研究方面很有特色 形成了一批自 己的诊断监测产品 早期的机械设备故障诊断技术 主要应用于宇航 军工 原 子能等一些重要的尖端工业部门 从二十世纪八十年代开始 机械设备的故障诊 断技术很快渗透到航空 交通 机械 化工 冶金 电力等工业部门 应用范围 日趋广泛 现在 这一技术主要应用于旋转机械的故障诊断 往复机械的故障诊 断 加工过程的故障诊断 各种基础零部件的故障诊断等 机械设备故障诊断技术的发展表现在基础学科和前沿学科的结合 机械设 备故障诊断技术的实质是机器运行状态的模式识别以及运行状态的评估问题 其 涉及的主要问题见图1 1 因此 一旦机械设备的故障诊断技术与信息科学 系 i 故嘟理 信号检测信息处理 机械设备的故障诊断技术一 i 故障趋势预报l 故障判断识另9l 决筑维修l l 一1 一1 一 图1 1 机械设备的故障诊断技术涉及的主要问题 f i gl 一1p r i m a r yq u e s t i o ni nt h et e c h n o l o g yo ff a u l td i a g n o s i sf o rm e c h a n i c a le q u i p m e n t 统科学 人工智能 计算机技术相结合 这些当代前沿学科中的理论和方法必然 4 第1 章绪论 会渗透到诊断技术中来 使得后者几乎能够与这些前沿学科同步发展 机械设备 的故障诊断技术目前己发展成集数学 物理 力学 化学 计算机与微电子技术 信息处理技术 人工智能等各专业理论与技术于一体的新兴交叉学科 就现代的机械设备故障诊断技术而言 目前正处在一个以传感器技术和测试 技术为基础 以信号处理技术为手段的比较成熟的常规诊断技术阶段 这一阶段 的机械设备故障诊断技术已在工程中大量应用 并产生了巨大的经济效益 同时 故障诊断技术吸收了大量现代科技成果 使得诊断技术可以根据振动 噪声 力 温度 电磁 光 射线等多种故障信息实施故障诊断 由此产生了振动诊断技术 振声诊断技术 光谱诊断技术 铁谱诊断技术 无损检测技术及红外和热成像诊 断技术 针对故障本身的特点 人工智能 神经网络 模糊数学 灰色理论 小 波分析等新兴的学科已成功应用于机械设备的故障诊断 机械设备故障诊断技术 的实践正在由单独依靠个人经验和直观感觉逐步发展到依靠科学 实现由感性到 理性的飞跃 实现由简易的诊断阶段发展到现代的精密诊断阶段 并逐步向仪器 化 智能化的方向发展的飞跃 但是这一技术还没有完全达到定量的诊断水平 实践证明 紧密结合前沿技术 依靠计算机和软件开展诊断是机械设备故障诊断 技术发展的大趋势 1 2 1 2 机械设备状态监测和故障诊断中的主要技术 1 机械设备状态监测和故障诊断过程 在机械设备状态监测和故障诊断过程中 传感器的输出信号经采样和a d 转换为数字信号送入计算机后 经过预处理后交付给后面的应用程序使用 当传 感器输出的电信号较弱时需要放大 若传感器输出的电信号较强时需要衰减以使 电信号符合计算机可以采样的强度 机械设备状态监测和故障诊断的过程首先就是采样 以一定的采样频率采 得振动信号中包括反映机械设备状态的真实信号和混入的噪声信号 在进行数据 处理时 为提高信噪比 突出被测机械设备的特征信息 通常要对采样的信号进 行滤波处理 滤波以频率范围来分有五种 即低通滤波 带通滤波 高通滤波 带阻滤波和全通滤波 滤波作用是将所测得的信号通过一个电子线路 按照预定的要求 把其中 某些频率成分抑制或衰减掉 而让另一些频率成分通过 这种线路或器件称之为 滤波器 是一个把输入信号x t 变换为给定的输出信号y t 的网络 滤波可分为 连续信号的模拟滤波和对离散信号的数字滤波 模拟信号的滤波网络是一个连续 网络 可由电阻 电容 电感 晶体管和集成运算放大器等基本电子器件所构成 该网络的性能可用线性微分方程来描述 而模拟信号经过采样和量化处理所获得 的数字信号 其滤波网络是一个离散网络 它的性能用线性差分方程来描述 6 1 5 北京工业大学工程硕士学位论文 数字滤波网络是以数字序列 x n 作为输入 按差分方程对其进行运算产生 一个新的数字序列 y n 数字滤波是一个运算过程 这个过程可由硬件构成的 数字滤波器来实现 也可以用计算机来完成 这是与模拟滤波器的实质上的区别 有着重要的现实意义 从经济上和使用上来讲都有很大的好处 利用计算机对实测信号进行数字滤波 不一定要配备专用的滤波器设备 而是通过一定的计算机程序对采样信号进行平滑加工 提高其有用信号的比重 消除和减少干扰和噪声 数字滤波主要讨论离散时间序列 从系统的角度看 数 字滤波网络可以是线性时不变系统 系统的动态特性分别从时域和频域来进行分 析 实际中所测得的信号多为时域信号 包括幅值域和时差域 从时域信号中提 取诊断用特征参数的方法是传统常规方法 很难深入分析待检状态 为了更进一 步地通过所测得的信号了解被诊断对象的动态行为 需要将时域信息变换到频域 加以分析 2 机械设备状态监测和故障诊断的主要技术 1 2 2 电子商务技术 电子商务是上个世纪九十年代末才出现的新生事物 由于出现的时间短 再 加上这是一个发展极为迅速的领域 业界对电子商务的认识还有待于在实践中进 一步发展和完善 因此 目前还没有统一的电子商务的定义 i b m 公司对电子商务的理解是 电子商务是在i n t e m e t 的广阔联系与传统 信息技术系统的丰富资源相结合的背景下 应用而生的一种在互联网上展开的互 相关联的动态商务活动 电子商务又有广义和狭义之分 狭义的电子商务称作电 子交易 主要是指利用i n t e m e t 提供的通信手段在网上进行的交易 而广义的电 子商务是包括电子交易在内的 利用i n t e m e t 进行的全面的商业活动 如市场调 查分析 财务核算 生产计划安排 客户联系 物资调配等 各界都倾向于i b m 的看法 认为电子商务是以i n t e m e t 为平台所进行的全面的商业活动 所以电子 商务简单讲就是利用先进的电子技术进行商务活动的总称 它是通过网络 使用 先进的信息处理工具 利用电子这种载体 将买卖双方的商务信息 产品信息 销售信息 服务信息 以及电子支付等商务活动 用相互认同的交易标准来实现 这就是人们所说的 在网上进行买卖活动 1 2 2 1 电子商务的基本流转程式 电子商务流转程式指交易双方借助电子工具从信息收集到最后达成交易这 一系列程序 电子商务实施过程中 为整个社会创造了一种完全区别于传统商务活动的环 6 第1 章绪论 境和条件 它的运行机理也有其特殊性 基于计算机网络的电子商务的交易过程 如图卜2 所示 图1 2 电子商务的交易过程 f i g1 2t h et r a d ep r o c e s so f e l e c t r o n i cc o m m e r c e 与传统的商务活动相比 电子商务的交易背景与交易过程都发生了相当的变 化 1 2 2 2 电子商务的研究内容 的 很多人认为电子商务就是建设一个网站 w e b s i t e 这样的理解是远远不够 毋豫蟹嚣壮荤 毫嗡删 c 1 巯 二驴卜 了乙灰臻l 卜镪 厂么翻j w d a 站点 c 汹 l i 壤务嚣l 一 ii 魄 缀棼貉 一 i d b m s 乐缓l l每域 移 缍护 k 1 拶 潲蟛 i 毡彳搿势嘱绠 赞 群饱 嬲 纭嗽鹱赫 垒幺内韶麓li n r 4 m t d 列b h t 抽铭毒勤触l 穗 t 句悖t e 图卜3 企业电子商务网站流程 f i g1 3 w e b s i t e sf l o wo fc o r p o r a t i o ne l e c t r o n i cc o m m e r c e 如图1 3 所示 企业进行的电子商务是一个系统工程 在图1 2 左边虚线 框内 企业各个部门实现办公自动化 信息化 并与d b m s 数据库管理系统 相连接 企业运行中产生的大量数据存储到数据库中 通过诸如i b m m i c r o s o f t 等厂商提供的硬件和软件构建企业自己的服务器和w e b 站点 服务器后台程序 与数据库相联接以实现动态访问 通过防火墙规定各类访问者的权限 即规定他 们所能访问到的内容 比如普通消费者只能访问到w e b 站点上发布的公共信息 大客户和供应商除了可以访问到公共信息 还可以访问企业运行中一些不太机密 7 舀 笋 髯 北京工业大学工程硕士学位论文 的信息 而企业内部高层可以访问到企业的一些机密信息 在图卜2 中 顾客与消费者被定义为两类不同的访问者 顾客指购买企业 产品或服务的组织 如其他企业 政府 学校等等 他们同企业一样 也构建了 自己的站点和防火墙 如图1 2 右边虚线框所示 消费者则指个人购买者 企 业通过i n t e m e t 与顾客 消费者 供应商等相连接 其中 有着较好信用 对企 业具有战略意义的企业和顾客通过相互授权还可以建立起企业外部网 e x t r a n e t 以实现企业与其他组织之间的信息共享 提升整体的竞争力 1 2 2 3 n e t 电子商务开发平台 m i c r o s o f t 公司的 n e t 一开始便包括 n e t 框架 它是一种新的开发及实现平 台 n e t 框架从最开始就带着i n t e m e t 理念进行开发的 这与 n e t 的整个目标 即允许软件以服务方式创建是非常吻合的 n e t 框架是 n e t 总体结构 的核心 你可以将这一总体结构认为是由在 建块和服务的层组成的 n e t 框架具有新的执行环境以及丰富 强大的类库 比起目前的其他任何 类库能够提供更多现成的功能 w e b 服务从由简单网页构成的静态服务网站 发展到可以交互执行一些复杂 步骤的动态服务网站 这些服务可能需要一个w e b 服务调用其他的w e b 服务 并且像一个传统软件程序那样执行命令 这就需要和其他服务整合 需要多个服 务能够一起无缝地协同工作 需要能够创建出与设备无关的应用程序 需要能够 容易地协调网络上的各个服务的操作步骤 容易地创建新的用户化的服务 微软公司推出的 n e t 系统技术正是为了满足这种需求 n e t 将i n t e m e t 本身 8 第1 章绪论 作为构建新一代操作系统的基础 并对i n t e r n e t 和操作系统的设计思想进行了延 伸 使开发人员能够创建出与设备无关的应用程序 容易地实现l n t m n e t 连接 n e t 系统包括一个相当广泛的产品家族 它们构建于x m l 语言和m t e m e t 产业标准之上 为用户提供w e b 服务的开发 管理和应用环境 1 1 2 6 n e t 对w 曲的应用支持 a s p n e t 是 n e t 环境下w e b 应用的编程框架 他建立在公共运行库基础上 可使用任何与 n e t 兼容的语言 包括v i s u a lb a s i c c 和j s c r i p t n e t 编制 应用程序 a s p n e t 的语法在很大程度上与a s p 兼容 但采用了与a s p 完全不同 的编程模型和机构 a s p n e t 将w e b 应用分成可视组件 用户界面 和逻辑实现 两部分 可生成更安全 稳定和可伸缩的w e b 应用 此外 a s p n e t 可使用 n e t 框架包含的所有技术 包括托管的公共运行库环境 类型安全 不同语言间的继 承等 a s p n e t 可无缝的与w y s i w y g 所见即所得 h t m l 编辑器和其他编程工具 包括v s n e t 一起工作 a s p n e t 不是a s p 技术的版本升级 而是w e b 应用开 发技术上的一次革命 a s p 是微软公司发布的一种开发动态网页的服务器端脚本技术 a s p 页面中 同时包含h t m l 标签和动态生成h t m l 内容的服务器端脚本 w e b 服务器收到a s p 页面请求时 a s p 页面通过h t t p 协议的g e t 和p o s t 方法获取客户端通过浏览器 输入的信息 由i i s 服务器对a s p 模型中提供的对象 如a p p l i c a t i o n s e r v e r r e q u e s t r e s p o n s e 和s e s s i o n 外 a s p 页面中还可以使用服务器上的任何c o m 组件 随时w e b 应用的发展 传统的a s p 技术自身的不足以制约了其进一步发展 的可能 1 a s p 页面中的h t m l 标记和生成h t m l 内容的服务器端脚本并存 封装性 差 难于管理和继承 其编成技术没有实现完全的面向对象 2 没有好的d e b u g 功能 难于跟踪和调试a s p 脚本 3 支持a s p 技术的语言有限 只有v bs c r i p t 和j a v as c r i p t 而这两种 语言均不提供类型安全 4 a d o 组件不能直接绑定到d a t a g r i d 组件上 5 每次访问a s p 页面时 其中的服务器脚本均需要重新解释后执行 效率 不高 a s p 程序中表单状态的维护十分困难 必须完全有开发人员手工进行 包括 重新发布数据 使用隐藏文字和会话变量等 a s p n e t 在a s p 技术的基础上发展起来 其采用全新编程模式和结构的w e b 应用开发工具 与a s p 相比 a s p n e t 具有如下优点 1 提高了开发效率 9 北京t 业大学工程硕士学位论文 a 提供了更简单的开发模型 a s p n e t 提供了丰富的服务器端控件 可使 用比传统a s p 程序更少的代码实现数据显示 上传文件和用户输入有效 性检验功能 最重要的是a s p n e t 页面可正确地工作于n e t s c a p e o p e r a a o l 和i n t e r n e te x p l o r e 等各种浏览器中 b 灵活的语言支持 a s p n e t 线在支持大约2 5 种 n e t 语言 开发人员可以 任意选择自己熟悉的语言开发 c 丰富的工具支持 虽然只需使用如笔记本一样简单的工具即可创建 a s p n e t 程序 但是v s n e t 提供了大量的 工具箱 和设计器 可实现 w y s i w y g 编辑 拖放服务器控件等功能 v s n e t 为w e b 应用的调试 部 署提供了全面的支持 包括u m lc l a s s 建模 数据库建模 性能 功能 和可扩性测试工具 d 丰富的c l a s sf r a m e w o r k a s p n e t 可使用 n e t 框架提供的公共运行苦 的功能 公共运行库提供了超过4 5 0 0 个的类 封装了x m l 数据访问 消息队列 文件上传和性能检测等各种功能的实现 2 提高了w e b 应用的性能和可扩充性 4 编译后执行 a s p n e t 程序的执行速度比传统a s p 程序更快 没有明显 的编译过程 编译器会自动检测代码的变动 在需要时进行动态编译 同时存储编译过的结果 以供将来调用 动态编译机制可保证执行的始 终是最新版本的程序 编译后执行则保证了a s p n e t 程序比传统的a s p 程序运行快 4 输出缓存 a s p n e t 的输出缓存可极大地提高w e b 应用的性能和扩充性 当a s p n e t 的页面允许使用输出缓存时 该页面只在第1 次被请求时执 行一次 执行结果在输出给用户的同时存储在输出缓存中 当其他用户 再次申请该页面时 则从缓存中取出该页面执行结果 直接返回给用户 而无须再次执行该页面 a s p n e t 输出缓存对于提高数据驱动页面的性 能极为有效 因为不需要在每次请求时均进行数据库操作 4 w e b f a r ms e s s i o n 声明 a s p n e t 的s e s s i o n 状态使在同一w e b f o r m 的 机器可共享用户定义的状态数据值 用户可访问w e b f o r m 中的不同服务 器 而不丢失自身的s e s s i o n 3 更高的可靠性 内存泄漏 死锁和冲突保护 a s p n e t 会自动检测和恢复程序中出现的内存 泄漏及死锁等错误 以确保程序的可靠性 例如 当某个a s p n e t 程序中存在内 存泄漏 经过一段时间后 如果内存泄漏占用了服务器虚拟内存的一定比例后 a s p n e t 会自动检测到内存泄漏 并重新启动另一个该工作进程的拷贝 旧程序 被关闭并删除与其相关的资源 l o 第1 章绪论 4 更易部署 a x c o p y 部署方式 a s p n e t 使w e b 应用程序的安装变的极为简易 如 同h t m l 页面一样 只需将a s p n e t 程序拷贝到服务器上及完成程序的安 装 不再需要使用r e g s v r 3 2 来注册组件 也不需要进行额外的配置 b 动态升级应用程序 a s p n e t 允许动态升级己编译过的组件 而不需重 启w e b 服务器 以往的c o m 组件每次升级时均必需重启w e b 服务器 而 对于a s p n e t 则只需要将新的组件拷贝至旧组件的位置 a s p n e t 会自 动检测到旧组件的变动 并更改新的组件 c 易于从现有的a s p 程序逐步升级到a s p n e t 程序 a s p n e t 允许在i i s 服务上同时使用传统的a s p 程序 a s p 程序仍然使用a s p d l l 引擎进行 解释执行 而a s p n e t 程序则使用新的引擎 因此可逐步根据需要将旧 的a s p 应用程序转到a s p n e t 5 新的应用模型 a x m lw e bs e r v i c e s x m lw e bs e r v i c e s 允许应用程序通过i n t e r n e t 共 享数据 而不用考虑所在平台和使用的编程语言 a s p n e t 只需要几行 代码即可将一个类转换为x m lw e bs e r v i c e s 并可被任意的s o a p 客户 端调用 x m lw e bs e r v i c e s 提供了远程访问服务器功能的途径 通过使 用w e b 服务 企业可公开其数据或业务逻辑的编程接口 从而客户端和 服务器端应用程序可获得和操作这些变成接口 通过使用诸如h t t p 和 x m l 消息传递之类的标准跨越防火墙移动数据 x m lw e bs e r v i c e s 可在 客户端 服务器或服务器 n 务器方案下实现数据的交换 x m lw e b s e r v i c e s 不与特定的组件技术或对象调用约定相关联 因此以任何语言 编写 使用任何组件模型并在任何操作系统上运行的程序 均可访问x m l w e bs e r v i c e s b 支持移动w e b 设备 a s p n e t 移动控件支持超过8 0 种的移动w e b 设备 只需要使用a s p n e t 编制一次w e b 应用 移动控件将根据w e b 设备自动 生成w a p 1 j m l h t m l 或i m o d e 6 完全面向对象的设计思想 a s p n e t 页的框架创建了传统客户端 n 务器w e b 交互的抽象模型 并且支 挣陕速应用程序开发 r a d 和面向对象编程 o o p 1 3 本文主要研究内容 建设远程诊断网是一个具有深远意义的课题 本文主要研究内容包括 1 在对国内己建立的远程诊断网站进行分析和研究基础上 进行钢铁企业需 求分析 资料收集 设计和构建一个适用于大中型钢铁企业的监测诊断需求的信 北京工业大学1 程硕士学位论文 息中心 2 在对设备诊断信息分类 收集方法和技术 以及展示方法和技术等内容研 究的基础上 实时展现远程诊断的新技术信息 与同行进行技术交流 3 在对网站建设和页面设计原则学习的基础上 完成网站的总体规划 4 在对开发工具学习的基础上 完成网页设计和功能模块的实现 5 在对测试方法的学习基础上 完成测试 寻找制作中的问题并解决 具体内容如下 1 根据机械设备故障诊断行业特点分析中国远程设备诊断网站需求 进行 栏目和功能模块的划分 重新设计网站首页方案 运用d r e a m w e a r 等网站设计软 件进行主页布局及各部分细节的处理 包括网站主页的框架和具体栏目以及二 三级页面的网页模版 2 分析通用电子商务网站商务流程 确定本网站商务中心的电子商务流程 方案 3 使用微软公司的 n e t 开发技术和v i s u ms t u d i o n e t2 0 0 3 开发工具完 成网站商务中心的设计制作 4 根据网站商务中心的产品信息展示结构 组织 编辑产品信息内容 利 用多媒体技术制作产品详细介绍页面 增强网页的浏览效果 5 用微软公司的s q ls e v e r2 0 0 0 作为中国远程设备诊断网站商务中心的后 台数据库 实现产品资料在各页面的分类 检索和信息展示 1 2 第2 章中国设备远程诊断网框架体系结构 第2 章中国设备远程诊断网框架体系结构 2 1 引言 中国设备远程诊断网运用电子商务的方法通过信息中心 商务中心 诊断中 心 客户服务 技术支持 技术论坛等栏目向客户提供专业化 定制化的设备诊 断产品及技术服务 中国设备远程诊断网的短期目标是实现设备诊断产品网上展 示 长远目标是为广大生产企业提供全方位的设备诊断产品及技术服务 网站依 托的监测诊断系统主要包括 1 护士系统 即网络点巡检系统 2 医生系统 即2 4 小时在线监测 由人工进行数据分析的系统 3 智能诊断专家系统 即使用计算机专用软件自动提供设备诊断报告的系 统 中国远程设备诊断网站利用大量现场实测数据 形成专家系统必需的设备故 障案例库 为大中型企业设备维护管理提供设备远程监测和诊断的技术支持 网 站的成功建立和运作具有非常重要的意义 2 2 逻辑结构设计 中国设备远程诊断网的建设框架基于m i c r o s o f t 公司最新发布的 n e t 原 w i n d o w sd n a 框架 无论从平台的角度还是从开发的方面 它都是一个结构灵 活 便于快速部署和调整的商务应用系统平台 中国设备远程诊断网将业务系统的构建在逻辑上分成三个层次 1 表示层 表示层提供用户服务 通过可视化的用户界面表示信息和收集数据 是用 户使用应用系统的接口 在电子商务应用中 表示层使用通用浏览器作为用户界 面 访问业务系统向外提供服务的w e b 站点 显示业务信息 收集客户数据 服 务器端的w e b 服务器负责处理客户通过i n t e r n e t 发出的各种请求 2 业务层 业务层是实际业务规则的执行部分 业务层通过将正规的过程和业务规则应 用于相关数据来实现客户通过表示层发出的业务请求 在w i n d o w s n e t 框架中 业务层通常使用w i n d o w sx m lw e bs e r v i c e 技术 将复杂的业务规则和通用操作 封装在一个或几个 n e t 组件中 通过w i n d o w sx m lw e bs e r v i c e 向外提供服务 w e b 服务器端应用程序使用这些 n e t 组件提供的接口进行业务操作 3 数据层 北京工业大学工程硕士学位论文 数据层是业务数据的存放地 通常数据层使用一个关系型数据库 如m ss q l s e r v e r 来实现数据的存储 并集中管理这些数据 实现企业业务数据的完整性 安全性和灾难防护 中国设备远程诊断网将基于上述三层结构组成自己的基本架构 首先 系统 是基于m i c r o s o f tw i n d o w s n e t 分布式网络应用平台的w w w 系统 整套系统采 用浏览器 服务器模式 b r o w s e r s e r v e r 大部分的操作均基于通用浏览器进行 不需要专门的客户端软件 其次 从平台结构上 系统采用多层次 n t i e r s 结构 数据服务层 业 务服务层 用户服务层 其中业务服务层分为数据访问服务 主业务服务 外观 服务三个子层 业务服务层负责与数据服务层和用户服务层实现数据和操作的交互 其中 数据访问服务子层通过数据库o l e d b o d b c 等通用数据库技术对数据服务层进行 操作 主业务子层包含系统实际的业务逻辑 外观服务子层为用户服务层提供针 对不同应用程序的相关数据 业务服务层的功能模块以 n e t 组件的形式进行封装 在m i c r o s o f tw i n d o w s 2 0 0 3 的组件服务 c o m p o n e n ts e r v i c e s 的支持下 可以实现稳定 安全的事 务管理 获得高效的业务逻辑处理能力 数据服务层采用m i c r o s o f ts q ls e r v e r2 0 0 0 作为数据库管理系统 由于 m i c r o s o f ts q ls e r v e r2 0 0 0 的优越性能 它的易管理性和维护性 为整个应用 平台提供强大可靠的数据存储 查询 更新服务 多层次的设计一方面可以使系统机构清晰 便于开发和功能扩充 另一方面 也使得整个系统的规模可以随着负荷的大小进行灵活的调整 从逻辑结构上 系统按照基本功能要求进行模块划分 每个模块包含自己独 立的数据 组件 程序 模块之间具备相对的独立性 针对不同类型的用户 可 以通过增加 删除 修改模块实现不同的应用 2 3 中国设备远程诊断网主要功能 2 3 1 网站功能总体描述 中国远程设备诊断网主要应用于企业机械设备故障监测和诊断领域 网站的 宗旨是进最大努力为企业提供机械设备故障监测和诊断服务以及相关的技术支 持 从这个角度出发中国远程设备诊断网在形式和内容上都进行了明确和规范的 设计 主要功能模块包括 用户注册 信息中心 分析诊断中心 商务中心 客 户服务 技术支持 技术论坛等 1 4 第2 章中国设备远程诊断网框架体系结构 1 首页 以下各模块的综合描述 提供各模块的入口 2 关于本站 详细介绍本站的服务内容 3 信息中心 提供机械设备诊断行业动态新闻 技术资料 著名专家学者 发表的论文等 4 诊断中心 网站的核心模块 提供多种常用机械设备关键部件在线监测 和诊断系统 详细介绍设备量化点检及动态运行档案系统 多种在线监测和诊断 系统的系统构成以及成功案例 以便用户查看 同时为设备诊断专家提供服务 5 商务中心 实现网上产品查询检索 产品展示 提供产品在线购物以及 产品订单服务系统 6 客户培训中心 着重对客户进行在线报名 培训等 7 客户服务 本着客户至上的原则 为客户提供细致周到的服务 主要包 括 产品问卷调查 客户