实时状态监测系统的开发及研究

1、实时状态监测系统的开发及研究 华中科技大学 硕士学位论文 实时状态监测系统的开发与研究 姓名：刘京 申请学位级别：硕士 专业：系统分析与集成 指导教师：刘昌玉 20070614 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘 要 近些年来，大量设备都朝着大型化、复杂化、智能化的方向发展，自动化程度 越来越高。随之而来的问题是，一旦某些关键设备发生故障，不仅会威胁到人身安 全，而且会造成巨大的经济损失，产生重大的社会影响。在此背景下，人们对研究 和开发设备状态监测系统的要求也越来越迫切。 设备状态监测系统的开发开始于上世纪七十年代，并在随后的几十年里，伴随 着新技术的产生，得到迅速的发展，应

2、用于众多领域。本课题在此研究基础上，提 出了应用于铁路系统的轨道电路实时状态监测系统。 系统由两大部分组成：上位机实时数据监测系统和下位机数据采集系统。实时 数据监测系统是在C+ Builder 的平台下开发完成的。它采用了面向对象编程思想 和多线程技术，负责对采集的数据进行实时显示、存储和管理等。该系统由6 个功 能模块组成：通信模块、口令管理模块、名称管理模块、数据库管理模块、单机模 式模块和多机模式模块。其中单机和多机模式是监测系统运行的两种工作状态。 实时数据监测系统采用客户端/服务器体系结构对数据进行管理。客户端指的 是实时数据监测系统本身，而服务器则是指数据库服务器，系统采用 SQ

3、L Server 作为数据库服务器来管理数据信息。上位机监测系统向数据库服务器发出数据存 储、更新等请求。数据库服务器根据不同的命令执行相应的数据管理操作，同时把 结果反映给上位机监测系统。这种体系结构能够很好的保证数据存储的有效性。 数据采集系统负责数据的采集和处理。它接受并响应上位机不同的请求命令， 通过串口将相应的数据信息传输给上位机，并由上位机对这些数据进行处理。 系统实现了轨道电路实时状态监测，为轨道电路进一步的检测提供了依据。 关键词：C+ Builder; 面向对象; 多线程; ADO; 数据库; 状态监测系统 I 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 Abstract

4、 In recent years, various equipment is developed in the way of large-scale, complication and intelligence. The level of automatization becomes much higher. But some problems appeared along with the trend. If some important equipment is in trouble in some time, the consequent result could not only th

5、reaten peoples lives, but also could bring huge economy loss and huge impact to the society. Under this background, the peoples requirements that research and developing condition based monitoring system become more and more urgent. The development of condition based monitoring system started in 197

6、0s last century. In the following years, along with the appearance of much new technology, the condition based monitoring systems are developing fast and being used in many areas. Based in the research the dissertation brings up railway real-time condition based monitoring system based in railway sy

7、stem. This system is composed of two parts, the real-time data monitoring system and the data collecting system. The real-time data monitoring system is developed in the platform of C+ Builder. It adopts Object Oriented thinking and multi-thread technology. It has the function of display, storage an

8、d management data. The real-time data monitoring system is divided into six modules: the communication module, password management module, name management module, database management module, single mode module and multiply mode module. And the single mode and multiply mode are the two working states

9、 of the system. The real-time data monitoring system adopt the Client/Server structure. The client part is the data monitoring system itself. And the server part is the database server. The system adopts SQL Server as the database server to store data. The data monitoring system sends requests such

10、as storing data, update data and so on to the database server. The database server executes different commands depending on the different requests and returns the result to the data monitoring system. The C/S structure can do well in II 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 storing data efficiently. The function

11、of the data collection part is collecting and disposing data. This part receives the various instruments transformed from the real-time data monitoring system and response to these instruments. It returns data to the real-time data monitoring system through serial communication. And the Real-time da

12、ta monitoring system disposes these data. This system implements the railway real-time condition based monitoring. And it offers basis for the further detecting in railway. Keywords: C+ Builder; Object Oriented; multithreading; ADO; database; condition based monitoring system III 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是

13、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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已 在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文

14、。 本论文属于 保 密 ，在_年解密后适用本授权书。 不保密 。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 绪 论 1.1 课题目的与意义 随着现代科学技术的进步和发展，各行各业的产业结构以及生产方式都发生 了巨大的变革，设备功能越来越多、结构越来越复杂、自动化程度越来越高。都 朝着系统化、模块化、自动化的方向发展。系统与系统之间都有着相互密切的联 系和相互制约的关系12 。随之而来的问题是，一旦其中某一零部件或设备发生 了错误而又未能及时发现和排除，其结果不仅可能导致系统设备本身的损坏

15、，甚 至可能危机人身安全，造成重大的社会影响。特别是在流程生产线系统中，如果 某一关键设备因故障不能继续运行，往往涉及到整个流程生产线的运行，造成巨 大经济损失34 。因此，人们对设备的高可靠、稳定、长周期运行的要求也就越 来越紧迫，希望能及时了解到设备的运行状态，延长设备运行周期。因此，状态 监测系统5也就应运而生了。 状态监测系统是指利用实时监测技术和先进的传感技术，采集设备的各种动 67 态信息 ，然后对这些信息进行处理，处理完后提出设备的各种运行动态参数， 以供下一步的分析。设备状态监测系统是保证大型机组安全有效运行，防止重大 事故发生的有效手段89 。它可以及时发现机组的运行故障，并

16、分析判断出故障 原因，这样就能避免由于故障所导致的生产停止，从而可以带来重大的经济效益。 另外在前面提到过，现在的设备结构越来越复杂、功能越来越强、实时性要求越 来越高。因此需要采集和控制的数据信息也变的越来越多，要求也变的越来越高。 如果单纯依靠操作人员手工对生产过程进行监控，迅速而准确的对错误做出判断 的话，将变得非常不现实10 。因此，研究和开发适合各个行业领域的状态监测系 统作为操作人员的可靠帮手将是非常紧迫和必要的。将状态监测系统应用于生产 实践中，将会给企业社会的生产生活带来重大的影响，使企业社会获得更大的收 11 益 。 1 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1.2

17、 国内外研究发展概括 12 设备状态监测 系统的开发开始于上世纪七十年代，电子测量技术的应用使 设备状态监测技术进入了实用阶段。上世纪八十年代，在传感技术和信号分析技 术飞速发展的背景下，形成了以传感器，信号分析为中心的设备状态监测系统。 80 年代后期，由于计算机硬件和软件技术的快速发展，使设备状态监测系统信 13 息化，智能化成为可能 。 总体来说，状态监测方式的发展主要经历了以下几个阶段： 1 人工离线监测方式 离线监测主要是由有经验的设备维护人员或工程技术人员利用常规的监测 仪表或者较复杂的分析仪器对设备进行人工巡检，根据自己的经验对设备的状态 以及发展趋势等做出判断。这种监测方式，只

18、能对设备作一些简易的判断。 2 单机式在线监测系统 这种形式的监测系统主要是由一台计算机来完成数据的采集、信号处理和特 征提取。单机式监测模式具有实时性好，可靠性高等优点，但是这种方式投资较 大，各个监测系统之间信息难以实现共享，且不利于统一操作和维护。主要用于 14 大型主体设备的监测 。如图2-1 所示： 设备1 传感器 采集监测系统1 分析诊断系统1 设备2 传感器 采集监测系统2 分析诊断系统2 设备N 传感器 采集监测系统N 分析诊断系统N 图2-1 单机监测系统 3 集中式监测系统 集中式监测方式克服了单机式监测模式的部分缺点，但当测试点过多时，则 会由于采集监测系统负担过重而导致

19、采集实时性差。如果需要增加监测设备，采 15 集监测系统的软硬件都必须调整，扩展性能较差 。如图2-2 所示： 2 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 设备1 传感器 设备2 传感器 采集监测系统 分析诊断系统 设备N 传感器 图2-2 集中式监测系统 4 分布式监测系统 这类系统吸收了单机式监测系统和集中式监测系统的优点，如果要增加监测 设备，只需新增加传感器和采集监测工作站，较容易实现系统规模的扩充。另外， 把一个或多个部门的设备运行信息集中起来进行分析，有利于搜集丰富的运行材 料，从而能够建立比较完备的状态监测体系。如图2-3 所示： 设备1 传感器 采集监测系统1 设备2

20、传感器 采集监测系统2 分析诊断系统 设备N 传感器 采集监测系统N 图2-3 分布式监测系统 状态监测是一项复杂的工作，在实际运行过程中有时也会出现一些异常状 况。只有经验丰富的专家们才能从众多现象中分离解析出问题的本质，但是要想 在短时间内，尽快地集中各方面的经验和智慧，解决设备中突然出现的异常问题， 只有在网络时代才可能实现。也只有在网络上，才有可能建立一个大型的分布式 数据库和诊断知识库。在这个库中存放着每一种型号设备的各种数据。这些数据 通常是分布式的存放于该设备的制造厂的网络计算机中。所以随着互联网的快速 发展，形成了远程分布式状态监测系统，这种系统采用Internet 技术，充分

21、利用 更多的技术和数据的共享，能大大提高监测的效率和准确度。 3 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 状态监测技术的研究现状 设备状态监测技术是一门融合了信息技术、控制技术和计算机技术等先进前 沿技术的综合型学科。近些年来，随着信息技术和控制技术的不断发展更新，设 备状态监测技术也得到了迅猛发展，产生了许多新理论、新技术和新方法。 设备状态监测技术与信号采集技术、信号分析处理技术和状态监测软件系统 密切相关。信号采集技术、信号分析处理技术和状态监测软件系统的发展，更新 直接影响到设备状态监测技术的发展。 1 传感技术和信号采集技术 通过传感器获得的原始信号的可靠性和完备性是状态监测

22、结果正确与否的 前提。同时也是对设备进行进一步分析研究的重要依据。因此，原始数据的准确 性在设备状态监测中占据重要的地位。所以，在不断提高传感器性能的同时，需 要研制新型传感器来测量设备的各种物理参数。美国实业家Bently 先生发明的非 接触式电涡流传感器可获得转轴的振动幅值、相位、轴心轨迹和轴心位置等参数， 逼真地反映了转轴的整体振动信息，为转子动力学，滑动轴承的研究做出了卓越 贡献。振动加速度和速度传感器的性能也在不断的改善，特别是超低频传感器的 出现，使水轮机，炼钢包回转台等低速回转机械设备的低频振动测量成为可能。 另外，用于测量温度、压力、流量、粉尘度、化学气体、声音、电流等物理量的

23、 传感器也不断被应用到工程实践。目前，传感器的发展向复合化，智能化的趋势 发展。 随着大规模集成电路，计算机技术和网络技术的进步，使多机组，大规模的 信号采集、存储和传输得以实现。为了获得机械设备全方位的运行信息，大部分 监测系统都采用多传感器组合方式来实施设备信号采集和状态监测。获取的信号 包括震动量、位移量、运行工艺量和状态变量等。 2 信号分析，处理方法和特征提取技术 对采集到的信号进行有效的分析，处理来提取故障特征信息，是对机组运行 状态进行合理估计和分类的关键。可用于机械设备状态监测与故障诊断的信号有 振动、噪声、温度、压力、流量等。但目前使用最方便，最常用的是振动信号。 信号分析处

24、理的目的是对这些信号进行加工，变换，提取出能反映设备故障的特 4 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 征量。以傅立叶分析为核心的经典信号处理方法在状态监测中发挥了巨大的作 用。 3 状态监测系统的研究开发 状态监测系统在生产生活中具有重大的现实意义，开发实用的状态监测系统 是设备状态监测技术发展的必然趋势。随着电子技术和计算机技术的发展，状态 监测系统经历了从离线式、在线单机式、在线集中式、在线分布式到远程在线分 布式的发展历程。计算机网络技术和现代信号处理等技术的发展，使状态监测系 统从体系结构、产品系列、人机协助等方面都发生了重大变化，监测系统必将更 多，更深层次地渗透通讯和网

25、络技术。 国外研究发展概况 美国是最早开展设备状态监测系统的国家之一，1961 年开始执行阿波罗计 划后，发生了一系列由于设备故障酿成的悲剧，引起了美国政府和军方有关部门 的重视。此后在美国宇航局的倡导下，召开了美国机械故障预防小组 MFPG 成 立大会。会议的中心议题是：组织问题和明确课题的含义，有组织的开发监测技 术。除MFPG 外，美国机械工程学会领导下的锅炉压力容器检测中心在应用声发 射技术对静设备诊断方面也取得了重要成果。其他还有Johns Mitchel 公司的超低 温水泵和空压机监测技术，SPIRE 公司在军用机械轴与轴承方面的监测技术等在 国际上都处于领先地位。 在航空运输方面

26、，美国在可靠性维修管理的基础上，大规模地对大型飞机进 行状态监测，研制并应用了以计算机为基础的飞行器数据综合系统，采集，分析 处理大量飞行中的信息来判断飞机各部位的故障并能发出排除故障指令。这些技 术在B747 和DC9 等巨型客机上的成功应用，大大提高了飞行的安全性。目前， 美国的军用飞机也都装备了功能强大的状态监测系统。 其他国家在设备状态监测技术方面也有很大的发展。例如，英国以 acott 为首的英国机械保健中心于20 世纪 60 年代末 70 年代初开始研究 状态监测技术。1982 年英国曼彻斯特大学成立了沃福森工业维修公司，主要从 事状态监测的研究工作和教育培训工作。除此之外，在核电

27、站，钢铁等行业也成 立了相应的组织，开展这方面的研究工作。 5 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 日本也不例外，日本的状态监测技术研究在民用工业，如钢铁、化工、铁路 等行业发展的较快，占有明显优势。日本的做法是密切关注世界各国在状态监测 领域的最新动向，积极的引进这些先进技术，并且很快的理解、消化这些国外的 技术，并投入到本国状态监测技术的研究中去，努力发展本国的监测仪器和系统。 日本开展状态监测技术的研究有两个主要层面：一个是高等院校，例如，东京大 学、东京工业大学、早稻田大学等，它们都发表了许多具有建设性的论文；另一 个层面是一些大型企业，如三菱重工、东京芝浦电气、东京小野测

28、器等，它们的 16 研究工作主要是在企业实际的生产中进行的，具有较高的实用价值 。 国内研究发展概括 我国对状态监测系统技术的认识和发展也经历了与国外同样的过程。在上世 纪八十年代，一些高等院校和科研单位结合，逐渐开始进行机械设备状态监测系 统的理论研究和小范围的工程实际应用研究。特别是随着一批大型设备装置频繁 发生事故，促进了对这项技术研究的重视。 从上世纪七十年代末到八十年代初，设备状态监测系统技术从初步认识进入 到初步实践阶段，在此阶段，主要以学习美国、欧洲和日本等国家的先进技术和 经验为主。对一些简易的监测仪器和系统进行研究和研制。同时利用一些国外的 监测设备，在研究的同时直接应用于实

29、际生产，取得了一些成就，为加快我国设 备状态监测技术开发研究争取了时间。在八十年代，我国的相关部委成立了专门 的研究机构，如化工部振动检测中心，中国石化总公司设备状态检测中心。与此 同时，一些高等院校和科研单位也成立了专门的组织和科研机构。这些都为我国 设备状态监测技术的开发、研究、发展奠定了良好的基础，使我国的设备状态监 测工作开始走向深入研究和蓬勃发展阶段。1984 年 7 月在北京成立中国设备管 理协会；1985 年 11 月在上海召开了设备状态监测技术推广会议；1985 年5 月在 郑州成立中国机械设备诊断技术协会。这些组织致力于广泛交流我国在该领域的 各方面发展，并且深入的探讨设备状

30、态监测技术在国内外的发展动向，有力的推 动了这一学科的发展，使其有效地为我国经济建设服务16 。 我国进入二十一世纪以来，由于世界高新科技的发展极为迅速，国际学术交 流分外活跃，仪器厂家系列产品不断推陈出新，从而有力的推动了状态监测工作， 无论从理论上还是实践上，都进入了一个新的历史阶段。在这个时期内，一些经 6 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 得起时间考验的传统技术与现在的智能技术、分布式及网络监测技术相融合，互 为补充，呈现出百花齐放的大好局面。 目前我国的设备状态监测技术水平同一些发达国家相比，差距已经大大缩短 了。在其中某些方面，已经可以满足生产生活的要求，并且达到国际

31、先进水平。 未来发展趋势 近些年来，随着计算机软件和硬件技术的迅猛发展，以及网络技术的日益普 及。 计算机状态监测系统的开发和应用具有以下发展趋势： 1 各种新型的计算机技术如面向对象程序设计，分布式计算机技术等在未来 必定会应用于监测控制系统的开发中去，从而大大改进监测系统的编写方式，提 高监测系统的应用能力。 2 由于Internet 技术的迅猛发展，监测系统与计算机网络技术的结合将成为 未来发展的趋势。到时候计算机监测系统所依赖的网络技术会提供统一的接口标 准，以利于各个系统之间的信息共享。只要遵循统一的标准，监测系统将可以通 过网络连接成为一个监测控制网络，实现信息的协同共享。同时借助

32、于Internet ， 监测系统的应用范围将空前的扩大，深入应用于包括航空航天、机械制造、电力 监控、环境监控等领域。 3 监测系统的更新必将进一步促进测试仪器的发展更新，虚拟仪器技术的出 现，将会更加广泛的应用到计算机监测领域，反过来进一步推进监测系统技术的 17 发展，两者相互促进，共同发展 。 1.3 课题应用背景 18 状态监测 是在设备运行中，对特定的特征信号进行监测、记录、分析处理 并显示和记录。 状态监测的主要任务就是采用各种监测、测量、监视、分析和判别方法，结 合系统的历史和现状，考虑环境因素，对设备运行时的参数进行显示和记录。对 于异常的情况要给予提示，以便操作人员及时加以处

33、理。并为进一步的性能评估， 合理实用和安全工作提供基础数据。 7 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 状态监测系统在我国虽然起步较晚，历史不长，但发展很快，特别是近 20 年来，在国内得到前所未有的发展和重视，其应用领域也十分广泛。 1 石化行业 石化行业是我国开展设备状态监测工作最早的行业，也是最成功的行业之 一。大，中型企业普遍采用了状态监测技术，监测技术水平普遍较高，关键设备 普遍达到连续运行300 天以上的水平，平均大修周期为制造厂规定的2 倍以上， 维修时间和费用大大降低，经济效益非常明显。 2 水电，火电行业 水电，火电行业重点在大型机组上开展设备状态监测工作，并充分组

34、织和发 挥大区供电局、电力科学研究院、电力研究院所的作用，开展了许多状态监测的 试验研究工作，效果良好，效益明显。 3 航空领域 现代客机的发动机在飞行过程中需要监测的参数为40 个，全部信息被送到 诊断中心进行分析，然后做出决策，在涡轮喷气发动机发生故障之前，消除不安 全因素，以保证安全飞行。 4 核反应堆 反应堆是核电站的核心设备，为了防患于未然，我国已利用中子噪声频谱分 析技术对反应堆结构上的缺陷，安装状态监测系统，保证了反应堆的正常运行及 核电站设备的安全。 5 交通行业 铁路内燃机车，船舶发动机的性能和安全性对社会具有重要影响，振动和噪 声既污染环境又影响身体健康，因此依靠设备状态监

35、测技术对提高发动机运行质 量，提前发现故障起到决定性的作用。 以上仅仅列出了设备状态监测技术在几个方面应用的情况。此外，状态监测 技术在军舰发动机、汽车、矿山机械、机床及动力设备、家用电器等方面都得到 了广泛的应用。 8 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1.4 本文主要内容 本文简述了状态监测系统在社会生产生活中的重要作用，说明了研制状态监 测系统的重要意义。并着重介绍了应用于铁路系统中的状态监测系统：轨道电路 实时状态监测系统。首先从整体的角度介绍了系统的开发环境，整体框架以及组 织结构。然后，详细阐述了组成系统各个功能模块的详细设计流程以及其中所涉 及的关键技术。最后详细的

36、介绍了数据库的理论知识以及本系统使用数据库的情 况。 本文内容安排如下： 第 1 章综述了开发状态监测系统的目的和意义，阐述了开发状态监测系统的 必要性。在分析并总结了状态检测系统在国内外的研究发展概括的基础上，介绍 了状态监测系统目前在我国各行业的实际应用情况。最后提出了开发一款应用于 铁路系统的状态监测系统：轨道电路实时状态监测系统。 第2 章从几个方面对状态监测系统进行分析说明。首先详细说明了设计状态 监测系统应该注意的问题和考虑的因素；对目前常用的设备状态监测工具进行了 分析和说明；最后以美国IRD 公司为例，阐述了如何有效开展状态监测工作。 第3 章首先通过比较与分析多种软件开发平台

37、之后，根据本系统的实际应用 背景，选择C+ Builder 作为本系统的开发平台。同时详细地阐述了开发应用软 件所应遵循的基本原则。然后从整体的角度介绍了系统的体系结构和功能结构。 最后针对系统中每一个功能模块的设计流程，关键技术作了详细的说明和解释。 第4 章详细地阐述了数据库中数据模型理论和数据库体系结构理论。分别解 释说明了在目前数据库系统中，常见的几种数据模型和数据库体系结构。针对于 轨道电路状态监测系统的实际应用背景，给出本系统的选择以及选择依据。最后 详细说明了系统中数据库的设计方法以及系统所使用的数据库访问技术ADO 。 第5 章回顾了系统总体结构，各模块的设计流程，分析了现阶段

38、存在的不足 并提出了未来的改进意见。 9 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 状态监测系统分析 2.1 引言 状态监测系统，在工业界已经广泛应用，为保障设备安全运行，实现安全生 产合理调度，科学决策和自动化管理提供了有力的支持。 作为故障诊断的前提和设备科学维护的基础，监测系统的设计应当考虑如下 几点： 1 系统的可靠性：系统的研究开发，最终是为提高设备的可靠性，延长其使 用寿命。系统开发时应该努力加强每一部分的可靠性，提高软件的质量，努力提 高系统可靠性。 2 系统的实用性：解决了系统关键的可靠性问题之后，应十分重视系统的实 用性，软件的界面以及操作应当考虑用户使用的方便性，

39、满足用户的需求。 3 系统的可扩展性：考虑到技术在不断的发展更新，软件不断的升级换代， 因此系统不可能一步到位。因此系统在研制和设计时应当考虑今后的扩展性问 题。 4 系统的可维护性：系统在现场安装之后，日后对系统进行模块的更新，系 统的检查维护等应该十分方便，便于操作。 2.2 状态监测工具分析 设备在工业生产生活中作用是分层次的，有大型、高速、高价值的大型关键 设备，也有中型、中等价值的中型设备，更有数量众多的小型设备。因此针对于 不同种类的设备，其所适合的状态监测系统也就不尽相同。 随着电子技术和计算机技术的迅速发展，设备状态监测设备和装置也得到了 迅猛的发展，先后出现了多种多样的监测系

40、统。一般根据监测方式的不同可以分 为便携式数据采集系统，计算机化的在线监测系统。 1 便携式数据采集系统 10 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 便携式数据采集系统是针对于中小型设备开发的，这类产品品种不一，档次 不同，其中最具有代表的有：美国CSI 公司的2115 和2440 。CS2115 单通道振动 分析仪兼有便携式频谱分析仪和数据采集器双重功能，使用方便，速度较快。它 不仅可以快速地采集数据和存储数据，而且还具有数据管理、计算、报告、显示 和打印功能。CSI2115 可以采集振动、相位和过程数据，主要功能包括实时频谱 分析、触动式数据采集、频谱放大、同步时间平均和频谱分析

41、。CSI2400 动态信 号分析仪是双通道或4 通道同时数据采集，携带方便，操作速度快，可在现场进 行各种复杂的分析。 此外还有美国 SKF-CM 公司的 CMVA40/20/10 和专用于轴承监测的 CMPS90 ，美国Bently 公司的Snapshor，美国Entek-IRD 公司的dotaPAC1500 ， EDL ，EBL 和稍早期的890，818 。 2 在线状态监测系统 在线状态监测系统一般是针对工业生产中的大型关键设备研制开发的。主要 包括单机系统和分布式系统两大类型。随着计算机网络技术的发展和应用的普 及，基于计算机网络的分布式系统正在成为监测系统的主流。 系统除了具备便携式

42、采集系统的一些功能以外，还可以进行多测点、多参数 测量，以及更多的分析，诊断功能。 比较著名的计算机化的设备状态监测系统由美国 SKF-CM 公司的 M6000 ， M800A 和9000 以及哈尔滨工业大学的MMMD-III 等19 。 在上面所列举出来的设备监测系统中，其中的许多功能都是靠硬件来实现 的。这就导致设备整体价格昂贵，而且当用户需要按照实际情况对系统进行修改 时，将是一件很困难的事情。 因此，针对于轨道电路实时状态监测系统所应用的背景领域以及该系统所涉 及的一些特殊功能要求，我们采用了自己开发的上位机监测系统和下位机采集系 统来实现这些功能。 2.3 状态监测工作流程分析 近些

43、年来，中国设备管理协会一直在积极推广国内外设备管理先进经验，特别 是在指导企业建立与自身特点相适应的设备状态监测体系方面做了大量的工作。国 11 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 内的一些企业在尝试进行设备状态监测工作，开展欲知维修方面收到效果后，自觉 20 主动的开展这方面的工作，把设备状态监测工作推向了深入化、专业化的高度 。 在此以美国IRD 公司开展设备状态监测工作的程序为例进行说明。 美国IRD 公司是世界上最早将设备状态监测技术推向工业实际应用并取得良 好业绩的公司之一。该公司根据多年实际应用经验总结出的“建立预知维修程序的 十二个步骤”被许多国家的企业采纳，用于指导

44、开展设备状态监测工作。 1 设备勘察 主要是确定开展设备状态监测工作的可行性。应从多个不同的角度来对设备的 故障率，停机时间进行分析并得出结论，实际应用中也可以根据设备的数量和类型， 再加上专家的经验做出判断。 2 监测对象选择 这一步的目的是要选择一定数量的设备作为监测对象，选择监测对象时要同时 考虑到人力的需要，生产计划和停机时间费用等。 实际工作中，可以根据设备在生产中的重要性和设备本身的价值等因素，将检 测对象分为大型关键设备、中型重要设备和需要关注的设备。 大型关键设备通常是指在生产过程中非常重要，一旦发生故障会导致整个生产 线停产或严重影响其他生产线产量，并且设备本身价值很高的大型设备。 中型重要设备是指在生产过程中比较重要，一旦发生故障会影响产量的设备， 这类设备通常是企业中的中型设备，有时也成为“非关键设备”。 需要关注的设备通常是指分散在不同的岗位对企业生产有一定影响的设备，这 类设备有时价值并不高，但发