大型旋转机械振动信号采集与处理系统的研究
基于VC++.net的振动信号的采集与分析系统的研究
基于 Ｖ ＋．ｅ 的振 动信 号 的采 集与分析 系统 的研 究 Ｃ＋ ｎｔ
Ｖｉｒ ｔ ｎ Ｄ ｔ ｑ ｉｉｏ ｎ ａｙ ｉ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｂ ａ ｉ ａ ａ Ａｃ ｕｓｔ ｎ ａ ｄ Ａｎ ｌｓｓ ａ ｅ ｎ ＶＣ ＋＋． ｅ ｏ ｉ ｎ ｔ
控 、遥测遥感等测控领域和其 他方面有很重要 的 应用。高速数据 采集、高 速数据处 理和采集精 度 是影响振动信 号采集和分析 系统的重要 因素。本 系统使用 Ｒ Ｈ ３ １ Ｂ ８５ 数据采集卡和采用Ｖ ＋ ．ｅ Ｃ ＋ ｎｔ 编 程语言很好地完成了振动信号采集和分析的要求 。 在振 动 信 号 采 集 与 分 析 的 研 究 中 ，文 献 ［－］具有代表性。文献 ［ ，２ １ ５ １ ］提出了在 Ｍ Ｔ Ａ． Ｌ Ｂ环境下的实时数据采集 的研究 的方法 ，文献 Ａ ［ ， ］提 出 了使 用 Ｖ ３ ４ Ｂ编程 语 言对某 个 具体 的 零件或者机器设计的振动数据采集与分析系统。 再
４ 结论
齿轮箱的故障形式是多种多样的，故 障主要集 中在齿轮、轴承、轴和箱体等几个主要部件上 ，各
个部 件均有其 典 型 的故 障特征 与频 率特 点 。通过 监
［ ］陈长征 ，胡立新 ，周勃 ，费朝 阳．设备振 动分析与故障 ２ 诊断技术 ［ ．北京 ：科学 出版社 ，２０ ：３８～ ４ Ｍ］ ． ７ ２ ３１ Ｏ ［ ］徐跃进．齿轮 箱 中齿轮故 障 的振动分 析 和诊断 ［ ］ ３ Ｊ． 机械设计 ，２０ ，２ （２ ：６ ７ ０ ９ ６ １ ） ８～ １ ［ ］梅 宏斌 ．滚动 轴承振 动监 测 与诊 断 ［ ．北京 ：机 ４ Ｍ］
七 －＇ ６ 女 －＂ ６ 七 七 － ６＂
判断。振动蕴含 了丰 富的机 械设备异常和故 障信 息 ，机械振动信号 的特征分析 是机械故 障诊 断和 状 态检 测 的重 要组 成部 分 。
机械系统的振动信号处理与分析
机械系统的振动信号处理与分析振动是机械系统中常见的现象之一，它反映了系统内部的运动和变化。
因此，对机械系统的振动信号进行处理和分析，可以帮助我们了解系统的运行状态、故障原因以及优化设计。
一、振动信号的获取与处理要进行振动信号的处理与分析，首先需要获取振动信号。
常见的获取方式有加速度传感器、振弦传感器、振动接头等。
这些传感器可以将机械系统的振动转化为电信号，并输出到数据采集设备中。
在进行振动信号处理之前，我们需要进行预处理。
预处理包括滤波、抽取等操作，旨在去除噪声、减小数据量，提高信号的质量。
常见的滤波方法有低通滤波、带通滤波等，可以根据实际需要选择合适的滤波器和参数。
二、振动信号的特征提取与分析在获得干净的振动信号后，我们需要对其进行特征提取与分析。
振动信号的特征包括幅值、频率、相位等，通过分析这些特征可以了解振动信号的性质与变化规律。
幅值是振动信号的大小，可以反映系统的振动强度。
通过计算振动信号的均方根值、峰值等指标，可以获得信号的幅值特征。
频率是振动信号的变化速度，可以反映系统的运行状态。
通过傅里叶变换、小波变换等方法，可以将振动信号从时域转换到频域，进而得到信号的频率特征。
相位表示振动信号的相对位置关系，可以通过相关分析等方法得到。
三、振动信号的故障诊断与预测振动信号处理与分析可以用于机械系统的故障诊断与预测。
通过对振动信号的特征进行分析，我们可以识别出常见的故障模式，如轴承故障、齿轮故障等。
不同的故障模式在振动信号上表现出不同的特征，通过比较故障信号与正常信号的差异，可以判断系统是否存在故障。
此外，振动信号处理与分析还可以用于故障预测。
通过对机械系统的振动信号进行长期监测，可以建立故障预测模型，并预测系统的寿命和故障发生的时间。
这对于制定维护计划和提前采取措施具有重要意义，可以减少故障带来的停机时间和维修成本。
四、振动信号处理与分析的应用领域振动信号处理与分析广泛应用于工业领域。
在制造业中，通过对机械设备的振动信号进行监测与分析，可以实现设备状态的实时监控与故障预测，提高设备的稳定性和可靠性。
机械振动信号处理与故障诊断分析
机械振动信号处理与故障诊断分析振动信号是机械运行中普遍存在的一种信号，它包含了机械系统的瞬态、稳态和周期随机特征信息。
通过对机械振动信号的处理和分析，可以有效地诊断出机械系统中存在的故障，并提供正确的维修措施。
本文将探讨机械振动信号处理与故障诊断分析的方法和应用。
一、振动信号的采集与处理振动信号的采集是进行信号处理与故障诊断的基础。
常见的振动传感器有加速度传感器、速度传感器和位移传感器。
其中，加速度传感器是最常用的一种。
传感器通过与机械系统的连接，将振动信号转换为电信号，并进一步传输到振动分析仪器中进行处理。
振动信号处理的目标是从庞杂的信号中提取出有用的信息，一般包括时域分析、频域分析和时频域分析三个方面。
时域分析主要通过计算信号的幅值、均值、方差等统计量来描述信号的时域特征；频域分析则通过对信号进行傅里叶变换，将信号转换到频域进行频谱分析；时频域分析则结合了时域和频域的信息，可以更直观地观察信号的瞬态特征。
二、故障特征分析与诊断在振动信号处理的基础上，进一步分析振动信号中存在的故障特征，从而诊断出机械系统中的故障。
常见的故障特征有以下几个方面。
1. 频谱分析：通过对振动信号进行频谱分析，可以观察到频谱图中的峰值和频率分布情况。
不同类型的故障在频谱图上呈现出不同的特征频率，比如齿轮啮合频率、轴承特征频率等。
通过对频谱图的分析，可以快速确定故障类型。
2. 波形分析：振动信号的波形可以直观地反映机械系统中的运动状态。
对波形进行分析，可以观察到振动信号的峰值、波形变化规律等。
比如，当齿轮齿面出现磨损时，振动信号的波形将发生变化，出现明显的振动峰值。
3. 轨迹分析：轨迹分析是通过对振动信号进行相位图分析，展示机械系统中不同零件的运动轨迹。
通过观察轨迹图的变化，可以找到故障信号与正常信号的区别。
比如，当轴承发生故障时，轨迹图可能呈现出明显的离心现象。
4. 频率变化分析：随着故障的发展，机械系统中的故障频率也会发生变化。
旋转机械振动监测和分析
在轴承座等 非转 动部件上 的振动变化并不 十分 明
显， 如果不 是直 接测 量转子 的振 动 ， 这些 故障易 被忽
略。 ２ ２旋 转机械 振 动测试 系统 ．
进行分析处理， 从不 同角度为状态监测 、 障诊断、 故 动平衡或其它试验研究 目的提供必要 的信息。
旋转机械振动测试系统如图 １ 所示。测试系统
中、 油膜涡 动及振 荡 、 润滑油 中断 、 推力 轴承损 坏 、 轴
测为基础的故障诊断和预测技术得到推广 与应用。 这种技术 的发展 ， 将使设 备 的维修方 式从传 统 的 “ 事故维修” 定期维修 ” 和“ 过渡到“ 预知性维修 ” ， 从而大大提高设备的年利用率 ， 减少停机维修时间 ， 降低维修费用 ， 同时也减少了备件库存量。此外 ， 旋
中图分类号 ： ３ ９ ０２
１ 振动状态在线监测及预测维修
旋 转机 械 的振动监 测是 设备 运转状 态监 测的重 要 组成 部分 。随着 生 产 技 术 的发 展 ， 种 以状 态 监 一
膜 轴 承 、 动轴承或 其 它类 型轴 承支 承 在轴 承座 或 滚
机壳、 箱体及基础 等非转 动部件上 ， 构成 了所谓 的 “ 转子 一 支承系统” 。一台旋转机械能否可靠地工 作主要决定 于转子 的运 动是否正常。大量事实表 明， 旋转机械的大多数振动故障是与转子直接有关 。 比如由质量不平衡、 转轴的弯曲或热变形、 轴线不对
一
转子或转轴 ， 在进行振动测量 和信号分析时 ， 也 总是 将振 动与 转动 密 切 结合 起 来 ， 以给 出整 个 转 子
运动 的某些 特 征 。 ．
２ １旋 转 机械 的振 动 问题 ．
峰振幅达 ０ ４— ．ｍ ． ０５ ｍ。如果 以轴承座的振幅为
大型旋转机械轴承振动故障诊断与治理措施的研究
摘
要 ： 针 对 某 大 型 旋 转 机 械 轴 承 座 振 动 量 严 重 超 过 标 准 的 情 况 ， 利 用 ＣＤ Ｓ２ ０ 便 携 式 动 态 信 号 测 试 分 析 系 统 进 行 Ｍ ．０ ０
了 现 场 数 据 采 集 、幅 值 域 分 析 和 频 谱 分 析 ， 得 出 了故 障 产 生 的 部 位 、原 因 ． 根 据 分 析 的 结 果 ， 进 行 了维 修 和 调 整 ， 使
轴 承 座
图 ｌ 滑 动 轴 承 的 装 配 图
轴 承 损 坏 的 原 因 并 非 主 要 是 由材 料 失 效 或 设 计 引起 ，而 常 常 是 由装 配 缺 陷 引 起 ．轴 瓦 的过 盈 度 对 滑 动 轴 承
有 很 大 的 影 响 ， 为 了保 证 轴 瓦 和 瓦 盖 的 贴合 良好 ，轴 瓦 与 瓦 盖 的配 合 必 须 是 过盈 配 合 ， 过 盈 度 过 小 ， 往 往 会 使
承 载 能 力 强 等 优 点 ， 因 此 被 广 泛 的 应 用 于 转 速 高 ，支 撑 定 位 精 度 高 ， 承 受 巨大 振 动 和 冲 击 载 荷 ，要 求 支 承 为 剖
分 结 构 等 场 合 ，其 装 配 结 构 如 图 ｌ 示 ． 所
双 头 螺 栓
部 分 轴 瓦 轴 承 盖
号测 试 分 析 系 统 ”对 风 机 进 行 了现 场 测试 分 析 ，把 记录 的 数 据 进 行 了幅 值域 分 析 、 频域 分 析 等 ， 根 据 现 场 实 际
情 况得 出 该 机 组 的故 障 原 因是 检 修 时 轴 瓦 与 瓦 盖 间 的 间 隙 过 量 ，根 据 结 论 ，进 行 实 验性 调 整 装 配 间 隙 量 ， 重 新
旋转机械故障诊断中的信号处理技术综述
旋转机械故障诊断中的信号处理技术综述近年来，旋转机械被广泛应用于生产制造，其可靠性和经济性是决定其成败的重要因素。
由于旋转机械设备的故障频繁，因此故障诊断技术成为关键的技术。
旋转机械诊断需要捕获机械结构振动信号，发现故障信号，然后确定故障的性质并采取有效的补救措施。
信号处理是旋转机械故障诊断的关键技术，可以有效地提取载荷和环境噪声之间的相关信号并建立有效的诊断信号模型。
因此，以下将综述旋转机械故障诊断中的信号处理技术。
首先，介绍旋转机械故障诊断中的基本概念。
旋转机械故障诊断的基本原理是采集、处理和分析机械振动信号，以检测和排除故障。
通常采用模拟传感器或数字传感器来采集振动信号，其输出可以经过滤波、快速傅里叶变换（FFT）和其他信号处理技术处理，从而可以更好地提取振动信号的有用信息。
其次，介绍旋转机械故障诊断中常用的信号处理技术。
信号处理技术是一种技术，可以提取有用的信息，并且很容易进行故障诊断。
其中常用的信号处理技术有功率谱分析、小波变换、时域特征量分析和模式识别等等。
其中功率谱分析法将振动信号转换成功率谱，可以识别出振动信号的强度，用于识别机械故障。
小波变换可以分析振动信号的频率特性，可以很好地提取振动信号的相关信息。
时域特征量分析是分析一般时域信号特征的技术，可以用来识别振动信号的基本性质。
模式识别是分析机械故障的重要技术，可以应用于故障类型的识别和故障源的定位。
此外，还介绍了故障诊断中的自适应信号处理技术。
自适应信号处理是一种技术，它可以通过不断学习来提高系统性能，使模型根据实际情况进行变化。
它可以有效处理复杂和模糊的旋转机械故障信号，有效减少噪声的影响，提高故障诊断的准确性。
最后，本文结论如下。
旋转机械故障诊断中信号处理技术可以有效提取载荷和环境噪声之间的相关信号，以及从复杂和模糊的旋转机械故障信号中提取有用信息。
自适应信号处理技术是一种重要的技术，可以有效减少噪声并提高故障诊断的准确性。
机械工程中的信号处理与控制技术研究
机械工程中的信号处理与控制技术研究机械工程是一门涉及多个学科领域的学科，其中信号处理与控制技术是机械工程中极为重要的一部分。
信号处理与控制技术的研究旨在通过对机械系统中的信号进行分析和处理，实现对机械过程的监测、控制和优化。
一、信号处理技术在机械工程中的应用信号处理技术在机械工程中的应用非常广泛。
首先，在机械系统中，各种传感器可以实时采集到大量的信号数据，如温度、压力、振动等。
这些数据需要经过信号处理，提取出有用的信息。
通过对信号的滤波、去噪和特征提取等方法，可以准确地识别出故障信号，判断机械系统的工作状态。
同时，信号处理技术还可以应用于机械系统中的图像处理，对机械系统的结构和运动进行分析和识别。
其次，信号处理技术在机械工程中的应用还包括自适应控制和智能控制。
自适应控制是指根据机械系统的运行状态和外部环境的变化，调整控制器的参数以实现对机械系统的自动控制。
智能控制技术则是在自适应控制的基础上，引入了人工智能算法，通过学习和优化，实现对机械系统的智能控制。
这种控制方式可以提高机械系统的性能和稳定性，提高生产效率。
二、信号处理技术在机械故障诊断中的应用信号处理技术在机械故障诊断中有着广泛的应用。
通过对机械系统中的振动信号进行分析和处理，可以对机械系统的运行状态进行监测和预测，及时判断和预测机械故障。
例如，在机械转子的故障诊断中，通过对振动信号的时频分析和特征提取，可以提取出转子的故障特征，进而判断转子是否存在裂缝、松动或不平衡等问题。
此外，信号处理技术还可以应用于机械系统的故障模式识别和故障诊断。
通过对大量机械系统的故障数据进行采集和分析，建立故障模式数据库，并利用机器学习算法进行故障诊断模型的建模和训练，可以实现对机械系统故障的自动诊断和预测。
三、信号处理与控制技术在机械系统优化中的应用信号处理与控制技术在机械系统的优化中也起着重要的作用。
通过对机械系统的实时数据进行监测和分析，可以识别出机械系统中存在的问题和不足之处。
关于大型旋转设备故障诊断系统的探讨
１ Ｃ＋ ｕｌｅ 的 特 点 ＋Ｂ ｉ ｒ ｄ
ｃ ＿ Ｂ ｉ ｅ 以 ｃ 语 言 为 基 础 ， 并 加 入 许 多 对 象 的概 念 及 斗 ｕｌ ｒ 卜 ｄ Ｗｉ ｏ ｓ Ｕ 有 关的功 能， ｎ ｗ Ｇ Ｉ ｄ 其特 点： １ 基于对 象 （ ｂ ｃ ｄ Ｂ ｓｄ 的 （） Ｏ ｊ ｔ － ａｅ ） ｅｅ 程序 设计 ；２ 输 出入接 口设计 简单 ：３ 提 供一流 的开发 环境 ；４ 提 （ ） （ ） （ ） 供最标准的 ｃ Ｃ ＋开发工具；５ ／＋ （ ）提供丰 富的组件 与最 强劲的调试工 具 ；６提供最佳的数据库开发工 具：７提供最好 的分布式应用系统开 （ ） （ ） 开发工具；１） （０ 轻松编写 Ｗｉ ｏ ｓ Ｔ ｅｖ ｅ ｎ ｗ Ｎ Ｓ ｒｉ ｓ ｄ ｃ。 开发 工具 ，并 能与数 据 库存 取 、 ｔ ｎ ｔ Ｃ ／ Ｉ ｅ ｅＴ Ｐ Ｉ ｎ ｒ Ｐ等 Ｖ Ｌ组件 结合 ， Ｃ
２ 设 备 故 障 诊 断 分 析 …
２＿ 滑 动轴 承的 固有频 率 １
落， 非常 容 易 由峰值 的变 化检 测 出来 。
３２ ． 波 峰 系 数 法
所谓 波 峰系 数 ，是指 峰值 对 Байду номын сангаас效 值 的 比。在 轴承 异 常 的检 出
滑 动轴 承在 工作 时 ，轴 瓦之 间可 能产 生冲 击 而诱 发轴 承 各元 中 ， 如前 所 述 ， 对表 面剥 落 或伤 痕 引起 的 的瞬 时冲 击 振 动 ， 值 比 峰 件 的 固有振 动 。 由于各轴 承元 件 的 固有频 率仅 取 决于 本身 的材 料 、 有效 值 的反应 灵 敏 。 用峰 值系 数就 是 利用 这一 性质 。 使 正常 时 ， 轴 外 形和 质量 ， 而和 轴的 转速 无关 。 因 （ ） 瓦 的 固有 频 率为 ： １轴 承振 动 的波峰 系 数约 为 ５ 相反 ， ， 当轴承 有伤 痕 时 ， 时达 到 几十 。 有
振动信号的采集与预处理
振动信号的采集与预处理几乎所有的物理现象都可看作是信号，但这里我们特指动态振动信号。
振动信号采集与一般性模拟信号采集虽有共同之处，但存在的差异更多，因此，在采集振动信号时应注意以下几点：1. 振动信号采集形式取决于机组当时的工作状态，如稳态、瞬态等；2. 变转速运行设备的振动信号采集在有条件时应采取同步整周期采集；3. 所有工作状态下振动信号采集均应符合采样定理。
对信号预处理具有特定要求是振动信号本身的特性所致。
信号预处理的功能在一定程度上说是影响后续信号分析的重要因素。
预处理方法的选择也要注意以下条件：1. 在涉及相位计算或显示时尽量不采用抗混滤波；2. 在计算频谱时采用低通抗混滤波；3. 在处理瞬态过程中1X矢量、2X矢量的快速处理时采用矢量滤波。
上述第3条是保障瞬态过程符合采样定理的根本条件。
在瞬态振动信号采集时，机组转速变化率较高，假设依靠采集动态信号〔一般需要假设干周期〕通过后处理获得1X和2X 矢量数据，除了效率低下以外，计算机〔效劳器〕资源利用率也不高，且无法做到高分辨分析数据。
机组瞬态特征〔以波德图、极坐标图和三维频谱图等型式表示〕是固有的，当组成这些图谱的数据间隔过大〔分辨率过低〕时，除许多微小的变化无法表达出来，也会得出误差很大的分析结论，影响故障诊断的准确度。
一般来说，三维频谱图要求数据的组数〔△rpm 分辨率〕较少，太多了反而影响对图形的正确识别；但对前面两种分析图谱，那么要求较高的分辨率。
目前公认的方式是每采集10组静态数据采集1组动态数据，可很好地解决不同图谱对数据分辨率的要求差异。
影响振动信号采集精度的因素包括采集方式、采样频率、量化精度三个因素，采样方式不同，采集信号的精度不同，其中以同步整周期采集为最正确方式；采样频率受制于信号最高频率；量化精度取决于A/D转换的位数，一般采用12位，局部系统采用16位甚至24位。
振动信号的采样过程，严格来说应包含几个方面：1. 信号适调由于目前采用的数据采集系统是一种数字化系统，所采用的A/D芯片对信号输入量程有严格限制，为了保证信号转换具有较高的信噪比，信号进入A/D以前，均需进展信号适调。
机械振动信号处理与特征提取方法探索
机械振动信号处理与特征提取方法探索近年来，随着工业技术的不断进步，机械振动信号处理与特征提取方法引起了广泛的关注。
机械振动信号是指机械设备在运行过程中产生的振动信号，它包含许多有价值的信息，可以用来判断设备的工作状态、故障情况等。
在机械振动信号处理的过程中，首先需要进行信号采集。
信号采集是将机械振动信号转换为电信号的过程，通常使用传感器将机械振动信号转换为电流或电压信号。
采集到的信号可以通过模数转换技术将其转换为数字信号，以便后续处理。
接下来，对机械振动信号进行预处理是非常重要的。
预处理可以去除噪声、滤波和降低采样率等。
通过滤波技术可以将信号中的高频噪声滤除，以提高信号质量。
同时，降低采样率可以减少数据量，方便后续的计算和分析。
在预处理完成后，我们需要对机械振动信号进行特征提取。
特征提取是指从信号中提取出具有代表性的特征参数。
常见的特征参数包括幅值、频率、相位、脉冲个数等。
通过提取这些特征参数，可以更好地描述机械振动信号的特性。
特征提取是机械振动信号处理的关键步骤，它可以为后续的故障诊断和预测提供有效的依据。
特征参数的选择非常重要，需要结合具体的应用场景和设备特点进行选择。
例如，在轴承故障诊断中，常用的特征参数包括能量谱、脉冲指标等。
除了传统的特征提取方法，近年来还涌现出许多基于机器学习的特征提取方法。
机器学习是一种通过训练数据来自动识别和学习规律的技术。
在机械振动信号处理中，可以使用机器学习方法来提取更加复杂和难以描述的特征。
例如，卷积神经网络（CNN）可以自动学习信号中的特征，从而提高故障诊断的准确性。
此外，还有一些先进的信号处理技术可以用于机械振动信号的特征提取。
例如，小波变换可以在时频域同时表示信号的特征，提高了信号处理的效果。
时频分析技术可以通过分析信号在时域和频域上的变化来提取信号的特征。
总结而言，机械振动信号处理与特征提取方法的探索是一个既有挑战又具有广阔应用前景的研究领域。
通过对机械振动信号进行准确、快速的特征提取，可以实现设备故障的早期预警和精准诊断，提高设备的可靠性和安全性。
《2024年旋转机械故障诊断与预测方法及其应用研究》范文
《旋转机械故障诊断与预测方法及其应用研究》篇一一、引言旋转机械作为工业生产中不可或缺的重要设备，其稳定运行对生产效率和产品质量具有重大影响。
然而，由于操作环境复杂、维护不当或设备老化等因素，旋转机械常会出现各种故障。
这些故障如不及时发现和处理，可能会对生产造成巨大损失。
因此，对旋转机械的故障诊断与预测显得尤为重要。
本文将重点研究旋转机械的故障诊断与预测方法，以及其在工程实践中的应用。
二、旋转机械故障诊断与预测方法（一）基于信号处理的诊断与预测方法1. 信号采集：通过传感器技术，实时采集旋转机械的振动、声音、温度等信号。
2. 信号处理：利用信号处理技术，如频谱分析、小波变换等，对采集的信号进行预处理和特征提取。
3. 故障诊断与预测：根据处理后的信号特征，结合专家系统或模式识别技术，实现故障的诊断与预测。
（二）基于机器学习的诊断与预测方法1. 数据预处理：对历史故障数据进行清洗、标注和整理，构建故障数据集。
2. 模型训练：采用机器学习算法，如支持向量机、神经网络等，对故障数据集进行训练，建立故障诊断与预测模型。
3. 模型应用：将训练好的模型应用于实际场景中，实现旋转机械的故障诊断与预测。
（三）基于深度学习的诊断与预测方法深度学习通过模拟人脑神经网络的工作方式，可以自动提取数据的深层特征。
在旋转机械的故障诊断与预测中，深度学习模型可以更好地处理复杂、非线性的故障数据。
常见的深度学习模型包括卷积神经网络、循环神经网络等。
三、旋转机械故障诊断与预测方法的应用研究（一）在设备维护中的应用通过实时监测和诊断旋转机械的故障，可以及时发现潜在的问题并采取相应的维护措施，从而避免设备停机或损坏。
这不仅可以提高设备的运行效率，还可以延长设备的使用寿命。
（二）在生产管理中的应用通过对旋转机械的故障进行预测和预警，可以提前制定生产计划和调整生产安排，避免因设备故障而导致的生产延误和资源浪费。
这有助于提高生产效率和产品质量。
旋转设备在运行中振动大处理的思路与探索
旋转设备在运行中振动大处理的思路与探索发布时间：2022-05-19T08:23:01.937Z 来源：《科学与技术》2021年36期作者：何国栋康亚红[导读] 旋转机械是现代生产企业应用比较广泛的一类设备，我们身边常见的有很多，何国栋康亚红国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司摘要：旋转机械是现代生产企业应用比较广泛的一类设备，我们身边常见的有很多，如汽轮机、发电机、风机等，论文中所阐述的都是比较大型的旋转设备，如果个体太小，则振动造成的影响不明显，也不会酿成大的事故。
如果机械设备个头大转速比较高,振动就成为检测机械设备的一项重要参数，将振动参数控制在一定的范围内对于设备的稳定高效运行至关重要。
关键字：振动、旋转、干扰（一）运行设备振动产生的常见原因及测量方法：这里我们经常谈到的X方向振动Y方向振动。
而x方向振动与Y方向振动的定义也因设备不同而区别对待，并不是所有的X方向都是水平方向，Y方向都是垂直方向，就拿汽轮机转子振动测量来说，x方向与Y方向往往会形成90度的夹角，与水平面或者垂直面形成45度的夹角。
定义的时候是面对机头向机主的方向进行旋转，如果是顺时针旋转，则左面为X，右面为Y，如果是逆时针旋转，刚好相反。
在实际振动测量，常常采用速度传感器或电涡流传感探头来进测量。
我厂汽轮机采用本特利3500配合涡流传感探头再经过伺服放大模块完成电压信号采集和放大，最终传输至DCS画面进行显示。
而其他高压电机是采用振动速度传感器配合现场振动监测保护仪完成对高速旋转设备的振动监测。
既然振动作为高速旋转设备最重要的控制参数，那么数据的准确性就显得尤为重要。
理想状态是没有振动或者控制在一个非常小的可控范围内。
但实际中，经常会处于失准状态。
接下来我们就共同探讨实际旋转过程中振动大的多种原因。
第一，完整大轴出现弯曲造成旋转不平衡形成的剧烈振动。
第二，在两轴之间对接的过程中出现对接过程不平滑。
轴心不在同一条水平线上导致在高速旋转过程中震动偏大。
基于VI的转子振动信号分析与处理
从传感器得到的信号 ， 有些为 电荷量， 有些为频 率 变化 量 ， 因此必 须 经过 转 换 电路将 他 们 转 变 为 电 压 信号 ， 然后 进行 后 续 处 理 。这 主要 由传 感器 自己
的前置处理器来完成。转换电路根据被转换量的不
同 ， 多种 形式 ， 高频振 荡器 、 有许 如 电荷放 大器 、 积分 器、 电流 一 电压转换 器及 频率 一 电压转 换器 等 。同时 输 入 的信号有 强有 弱 ， 需 要 放 大 电路 来 控 制输 入 还 到下一 级处 理 的信 号 的幅度 。一般 振动 信号 的放大 由集成 运 算 放 大 器 组 成 的线 性 放 大器 来 实 现 。再
般来说 ， 在转子 的检测过程 中， 测得 的振动信号
及基准信号经过预处理后 ， 不会是 纯粹的高频正 弦波 ， 而是各种成分 的合成 波形 。还要通过仪器 的硬件或软 件作进一步的处理 ， 氏变换 、 如傅 频谱分析 以及 大量 的 数 值运算等等 ， 最后获得不平衡量 的大小 、 位等最终 相
较差 。
取转子运行中所产生的振动信号， 如径向振动、 向 轴 振 动等 ， 通过振 动传 感器 将机 械振 动 的位 移 、 速度 和 加速度转换为连续变化 的模拟电信号。为 了使计算 机能够处理这些信号， 采用 Ａ Ｄ接 口板将连续信号 ／ 变为离散信号 ， 由计算机对采样信号进行分析。 然后
驱 动转子为研究对象 ， 究结果具 有一般性， 同类旋 转机械也有借鉴意义。 研 对
关键词
虚拟仪器
转子
振动
中图法分类号 Ｔ ３ １ ６文献标识码 ： Ｐ９ ． ； ７ Ａ
旋转 机械在机械 、 、 化工 冶金 、 石油 、 电力等工业 领 域 内应用 广泛 ， 转子 是旋转 机械 的核心部 件。整个设 备能否正 常工作 主要取决 于转子 能否正 常运转 ， 转 旋 机械的绝大多数机 械故 障都与转 子直接 相关 ， 约 占 大 到 ７％左右 。因此 ， ０ 对于大型旋转设 备而言 ， 以通过 可 检测转子的振动 发现 和排除故 障。 目前 ， 子监测 系 转 统都是以计算机加测试仪器 为核 心设 备来测取转 子振
机械系统振动信号处理与特征提取
机械系统振动信号处理与特征提取引言机械系统振动信号的处理与特征提取是一门重要的学科，它在机械故障诊断、结构健康监测和质量控制等领域起着关键作用。
本文将探讨机械系统振动信号的处理方法及特征提取技术，旨在帮助读者进一步了解这一领域的基本知识，并为实际应用提供一些思路和参考。
一、机械系统振动信号的采集机械系统振动信号的采集是开始振动信号处理的第一步。
常用的振动信号采集方法有加速度传感器和速度传感器。
加速度传感器可以测量运动物体在空间方向上的加速度，并通过积分得到速度信号；速度传感器则可直接测量物体的速度。
一般情况下，采用加速度传感器以获得机械振动信号的更详细信息。
二、机械系统振动信号的预处理振动信号在采集过程中常伴随着噪声的干扰，因此需要对信号进行预处理，以提高信号的质量和可靠性。
常用的振动信号预处理方法包括滤波、去除基线漂移、数据对齐和数据归一化等。
滤波可以去除高频噪声，低通滤波器常用于去除高频噪声，而带通滤波器常用于滤除特定频率的噪声。
去除基线漂移可以使信号的均值为零，提高后续特征提取的准确性。
数据对齐和归一化是为了保证不同采集点的数据具有可比性，方便后续数据分析和特征提取。
三、机械系统振动信号的时域特征时域特征是对振动信号振动行为的直接刻画，是机械系统振动信号处理中最常用的特征。
常见的时域特征包括平均值、方差、峰值、峭度和偏度等。
平均值可以反映振动信号的整体能量；方差可以表征振动信号的波动性；峰值则表示信号的局部极大值；峭度和偏度分别刻画了信号的尖锐程度和偏斜程度。
通过提取时域特征，可以初步了解振动信号的基本状态和特性。
四、机械系统振动信号的频域特征频域特征是通过对振动信号进行傅里叶变换得到的。
振动信号的频域特征可以反映振动信号的频率成分和能量分布，对故障检测和结构健康监测具有重要意义。
常见的频域特征包括功率谱密度、频率响应函数和谱峰等。
功率谱密度可以显示振动信号在不同频率下的能量密度分布；频率响应函数可以反映系统在不同频率下的振动特性；谱峰则表示频谱中的主要频率，是故障诊断中常用的特征之一。
《2024年度基于盲源分离的旋转机械故障特征提取方法研究》范文
《基于盲源分离的旋转机械故障特征提取方法研究》篇一一、引言在现代工业领域中，旋转机械的故障诊断与维护对企业的正常生产和设备的长期稳定运行具有重要意义。
由于旋转机械的工作环境复杂、结构多样，故障特征的提取与分析成为了故障诊断的关键环节。
本文旨在研究基于盲源分离的旋转机械故障特征提取方法，以期提高故障诊断的准确性和效率。
二、旋转机械故障特征提取的重要性旋转机械如风机、水泵、电机等，在工业生产中扮演着重要角色。
其故障可能导致生产效率降低、能源浪费、甚至设备损坏等严重后果。
因此，准确提取旋转机械的故障特征，对于及时发现和解决故障、提高设备运行效率具有重要意义。
三、传统故障特征提取方法的局限性传统的故障特征提取方法主要依赖于信号处理技术和专家经验，如频谱分析、时域分析等。
然而，这些方法在处理复杂、非线性的旋转机械故障信号时，往往难以准确提取出有用的故障特征。
此外，专家经验的依赖也限制了故障诊断的普及和推广。
四、盲源分离技术及其在故障特征提取中的应用盲源分离技术是一种基于统计学的信号处理方法，可以在不需要先验知识的情况下，从混合信号中分离出源信号。
将盲源分离技术应用于旋转机械故障特征提取，可以有效解决传统方法在处理复杂、非线性信号时的局限性。
通过分离出包含故障信息的源信号，可以更准确地提取出故障特征，提高故障诊断的准确性和效率。
五、基于盲源分离的旋转机械故障特征提取方法本文提出了一种基于盲源分离的旋转机械故障特征提取方法。
该方法首先通过传感器采集旋转机械的振动信号，然后利用盲源分离技术对振动信号进行分离，得到包含故障信息的源信号。
接着，通过信号处理技术对源信号进行分析和处理，提取出故障特征。
最后，将提取出的故障特征输入到故障诊断模型中，进行故障诊断和分类。
六、方法实现与实验结果我们以某型风机的故障诊断为例，采用了上述基于盲源分离的故障特征提取方法。
首先，通过安装在风机上的传感器采集了风机的振动信号。
然后，利用独立成分分析（ICA）等盲源分离技术对振动信号进行分离，得到了包含风机故障信息的源信号。
机械振动系统的信号处理与分析
机械振动系统的信号处理与分析随着科技的不断发展，机械振动系统在工业生产中扮演着重要角色。
机械振动是机械系统运行中常见的现象，可以通过信号处理和分析来了解系统的性能、运行情况以及可能存在的问题，从而采取相应的措施进行修复和优化。
机械振动系统产生的原因多种多样，如不平衡、轴承故障、松动等。
这些问题会导致机械系统产生振动，进而影响到系统的工作效率、精度和寿命。
因此，对机械振动信号进行处理和分析，不仅是提高生产效率，还是确保操作安全的重要步骤。
首先，机械振动信号的采集是信号处理和分析的第一步。
一般来说，可以通过加速度传感器、速度传感器或位移传感器等获取振动信号。
这些传感器可以将振动信号转化为电信号，然后通过模数转换器转化为数字信号，最终存储和分析。
接下来，信号处理是对振动信号进行滤波、去噪和降噪的过程。
由于振动信号中往往会存在噪声，噪声会对信号的有效信息进行掩盖，影响信号分析的准确性。
因此，通过滤波器对信号进行滤波，通过去噪算法对信号进行去噪，可以提高振动信号的质量和可靠性。
信号分析是对振动信号的频域、时域和幅值等方面进行研究和分析，以获取有关振动系统工况和故障的信息。
频域分析可以通过傅里叶变换将信号从时域转换为频域来研究信号的频谱特性。
时域分析则通过测量信号在时间上的变化来研究信号的波形特征。
振动信号的幅值分析可以帮助判断系统的健康状况以及可能存在的故障。
在信号处理和分析过程中，还可以利用一些高级技术和算法来优化和提高分析结果的准确性。
例如，小波变换可以更好地捕捉信号中的瞬时特征；自适应滤波可以根据信号的特点自动调整滤波器的参数；谱分析方法可以进一步研究信号的频谱特性。
除了针对信号的处理和分析，还可以利用模型和算法对振动系统的工作状态进行建模和预测。
通过建立振动系统的数学模型，可以模拟系统在不同工况下的振动特性。
结合实际采集到的信号数据，可以进行状态诊断和故障预测，提前采取修复和维护措施，减少系统故障对生产的影响。
振动信号的处理和分析
机械故障类型： 轴承故障、齿轮 故障、转子不平 衡等
振动信号处理技 术：信号采集、 信号预处理、特 征提取、模式识 别等
地震信号分析
01
02
03
04
地震信号的特点： 频率范围广、信 号强度低、噪声 干扰大
地震信号处理的 方法：滤波、降 噪、特征提取、 模式识别等
地震信号分析的 应用：地震预警、 地震监测、地震 灾害评估等
连续小波变换（CWT）：将信 号分解成一系列小波基的线性 组合，得到信号的时频分布。
离散小波变换（DWT）：将信 号分解成一系列离散小波基的 线性组合，得到信号的时频分 布。
希尔伯特-黄变换（HHT）：将 信号分解成一系列瞬时频率和 瞬时相位的组合，得到信号的 时频分布。
经验模态分解（EMD）：将信 号分解成一系列固有模态函数 （IMF）的线性组合，得到信 号的时频分布。
故障类型识别算法
基于时域特征的识别算法
基于深度学习的识别算法
基于频域特征的识别算法
基于模式识别的识别算法
基于时频域特征的识别算法
基于数据融合的识别算法
0 1
振动信号的采集：使用加速度 计、陀螺仪等传感器进行数据 采集
0 4
模式识别：使用机器学习算法 对振动信号进行分类和识别
实例分析
0 2
信号预处理：对采集到的数据 进行滤波、降噪等处理
数据存储：将采集 到的信号存储到计 算机或存储设备中
采集过程中的影响因素
01
传感器的选择：根据信号类型和频率选择合适的传 感器
02
采样频率：采样频率应满足信号频率的两倍以上
03
采样精度：根据信号精度要求选择合适的采样精度
04
抗干扰能力：采集过程中需要考虑电磁干扰、机械 振动等干扰因素
《2024年基于振动信号的机械故障特征提取与诊断研究》范文
《基于振动信号的机械故障特征提取与诊断研究》篇一一、引言随着工业的快速发展，机械设备在生产过程中的作用日益凸显。
然而，机械设备的故障往往会导致生产线的停工，甚至可能引发安全事故。
因此，对机械设备的故障诊断与预测成为了工业领域的重要研究课题。
在众多故障诊断方法中，基于振动信号的故障诊断技术因其非接触、实时、高效的特性而备受关注。
本文旨在研究基于振动信号的机械故障特征提取与诊断方法，为机械设备的故障诊断提供新的思路和方法。
二、振动信号的特征提取1. 信号采集与预处理首先，通过安装在机械设备上的传感器，实时采集设备的振动信号。
由于实际环境中存在各种噪声干扰，因此需要对采集到的振动信号进行预处理，如滤波、去噪等，以提高信号的信噪比。
2. 特征提取特征提取是故障诊断的关键步骤。
通过时域、频域和时频域分析方法，从预处理后的振动信号中提取出反映设备运行状态的特征参数。
例如，可以提取出均值、方差、峰值、频率、功率谱密度等参数。
三、故障特征识别与诊断1. 模式识别方法模式识别方法是基于机器学习、深度学习等人工智能技术，通过训练模型来识别设备的故障类型和程度。
常用的模式识别方法包括支持向量机（SVM）、神经网络、决策树等。
这些方法可以根据提取出的特征参数，对设备运行状态进行分类和识别。
2. 故障诊断方法根据模式识别的结果，可以实现对设备的故障诊断。
常见的故障诊断方法包括基于阈值的诊断方法和基于知识库的诊断方法。
基于阈值的诊断方法是通过设定阈值来判断设备是否出现故障；而基于知识库的诊断方法则是通过比对设备运行状态与知识库中的典型故障模式，来判断设备的故障类型和程度。
四、实验验证与分析为了验证基于振动信号的机械故障特征提取与诊断方法的有效性，我们进行了大量的实验研究。
首先，我们采集了多种机械设备在不同故障状态下的振动信号，然后通过上述的特征提取和模式识别方法，对设备的故障类型和程度进行识别和诊断。
实验结果表明，该方法能够有效地提取出反映设备运行状态的特征参数，并准确地识别和诊断设备的故障类型和程度。
旋转机械故障诊断与预测方法及其应用研究
旋转机械故障诊断与预测方法及其应用研究
旋转机械是现代工业生产中常用的一种类型的机械设备，其具有结构简单、工作效率高等特点。
然而，在实际使用过程中，旋转机械故障率较高，且故障可能对生产造成重大影响。
为了防止机械故障的发生，提高设备的可靠性和使用寿命，需要对旋转机械进行故障诊断与预测。
1. 振动分析法：通过振动传感器采集旋转机械的振动数据，借助计算机分析振动信号的频率、幅值等参数，识别故障类型和故障位置。
常用于诊断轴承故障、不平衡、松动等问题。
2. 信号处理法：通过采集旋转机械的电信号（如电流、电压）进行分析，利用计算机进行信号处理，获得电信号的各个参数（如频率、幅值、相位等），从而判断机械是否存在故障。
常用于诊断电机故障、电缆连接故障等。
3. 温度分析法：通过测量旋转机械各个部位的温度变化情况，分析温度变化的规律和机理，诊断机械是否存在故障。
常用于诊断电机绕组、轴承局部加热等问题。
在实际应用中，多种分析方法可以结合使用，以更全面地诊断和预测旋转机械故障。
例如，振动分析法和温度分析法可以结合使用，对轴承故障进行诊断；信号处理法和声学分析法可以结合使用，对电机故障进行诊断。
旋转机械故障诊断与预测方法在工业生产中得到广泛应用。
通过对机械故障进行及时诊断和预测，可以减少设备的停机时间，提高设备的可靠性和安全性，降低生产成本，增强竞争力。
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Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｉ － Ｔ ｅ ｃ ｈ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｖ ｏ ｌ ． ２ ２ ，Ｎ ｏ ． ２ ， Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ ０ ５ 文章编号： １ ０ ０ ９ － ４ ７ ４ １ （ ２ ０ ０ ５ ） ０ ２ － ０ １ ５ ４ － ０ ３
大型旋转机械振动信号采集与处理系统的研究
楼建忠‘ ， 杨世锡‘ ， 马 丽２
（ １ ． 浙江大学机械与能源学院， 杭州 ３ １ ０ ０ ２ ７ ； ２ ． 浙ｘ人才专修学院， 杭州 ３ １ ０ ０ ０ ６ ） 摘 要： 在大型旋转机械状态监测中， 信息量非常大， 对信号的实时性要求非常高， 这对采集系统提 出了更高的
２ ． ３ Ｔ Ｍ Ｓ ３ ２ ０ Ｖ Ｃ ５ ４ ０ ２ 和接口 芯片Ｐ Ｃ Ｉ ９ ０ ５ ４ 的通讯［ ａ ｌ
应用 目标接口芯片 Ｐ Ｃ Ｉ ９ ０ ５ ４的接口电路设计， 使高速的Ａ ／ Ｄ转换器有高速的总线与其相匹配， 有效的解
决了数据的实时传输和存储问题 ， 为信号的实时处理提供了方便。 Ｐ Ｉ 是一个 ８ 位 Ｖ Ｃ ５ ４ ０ ２ 和接口芯片 Ｐ Ｃ Ｉ ９ ０ ５ ４ 是通过 Ｖ Ｃ ５ ４ ０ ２ 的主机接口（ Ｈ Ｐ Ｉ ） 来实现数据的交换的。该 Ｈ 并且 Ｖ Ｃ ５ ４ ０ ２ 为Ｈ Ｐ Ｉ 的双向并行口， 使主机可以通过 Ｈ Ｐ Ｉ 口自由地读写 Ｖ Ｃ ５ ４ ０ ２ 片内 Ｒ Ａ Ｍ的任何一个空间， 口提供了专门的中断线 ， 这样两个系统可以通过控制信息交互。 个端 口上 Ｈ Ｐ Ｉ 为上层系统的访问提供了４ 个端 口， 这４ 个端 口由 Ｈ Ｃ Ｎ Ｔ Ｌ ｌ 和Ｈ Ｃ Ｎ Ｔ 功 来寻址。通过这 ４ Ｈ Ｐ Ｉ Ｄ Ｓ 来分别连续 层系统可以读写 Ｈ Ｐ Ｉ 的地址寄存器 Ｈ Ｐ Ｉ Ａ和控制寄存器 Ｈ Ｐ Ｉ Ｃ ； 通过另外两个端 口 Ｈ Ｐ Ｉ Ｄ Ｃ ， 或单个的读写 Ｖ Ｃ ５ ４ ０ ２ 存储器中的数据。 总线一次读操作中时序变化情况如图 ５ ， 数据传 ＣＩ Ｋ 输过程中的握手和等待控制信号主要由帧周期信号
许信号 Ｇ Ｎ Ｔ＃仲裁。Ｆ Ｒ Ａ Ｍ Ｅ＃和 Ｉ Ｒ Ｄ Ｙ＃定义了总 线的忙／ 闲状态， 当其中一个有效时， 总线是忙的； 两
Ｉ ＲＤＹ＃ ＴＲＤＹ＃
ＤＥＶＳ ＥＬ＃
个都无效时， 总线处于空闲状态。一旦 Ｆ Ｒ Ａ Ｍ Ｅ ＃ 信 号设置无效， 在统一传输器件不能重新设置。除非设置 Ｉ Ｒ Ｄ Ｙ ＃ 信号， 一般情况下不能设置 Ｆ Ｒ Ａ Ｍ Ｅ ＃ 信号无
） ， 男， 浙江诸暨人， 硕士研究生 ， 从事大型旋转机械状态监测和故障诊断研究。
第 ２期
楼建忠等 ： 大型旋转机械振动信号采集与处理系统的研究
系统的运行过程： 现场信号经过调理电路模块， 实现了滤波、 放大和交直流隔离， 其中交流部分在键相信 号的触发下进行 Ａ ／ Ｄ转换 ， 连续地写人 Ｆ Ｉ Ｆ Ｏ存储器中， 并在一定的条件下 ， 被读人 Ｄ Ｓ Ｐ信号处理器中。在 Ｅ Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ中固化了程序代码和数据表 ， 而Ｄ Ｓ Ｐ 片内 Ｒ Ｏ Ｍ中固化了引导加载程序（ Ｂ ｏ ｏ ｔ ｌ ｏ ａ ｄ ｅ ｒ ） ， 加电复位后 ， Ｄ Ｓ Ｐ 启动这一程序， 将片外 ８ 位宽的 Ｅ Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ内容拼成 １ ６ 位的程序指令放在 Ｄ Ｓ Ｐ片内和片外的高速 Ｒ Ａ Ｍ中， 使 得执行速度大大提高。通过 Ｐ Ｃ Ｉ 总线的高速数据通道， 不仅可以将信号处理的结果直接实时的传送到计算 机内存中加以保存 ， 还可以利用图形用户界面对信号处理的结果进行更进一步的分析和处理， 为实现高速实
增加电压转换膜块 ， 否则容易损坏 Ｄ Ｓ Ｐ 器件。
３ 结束语
Ｐ 本设计结合 Ｃ Ｉ ９ ０ ５ ４ 强大的功能和简单的用户接 口， 利用 Ｔ Ｍ Ｓ ３ ２ ０ Ｖ Ｃ ５ ４ ０ ２ 强大的运算处理能力 ， 可以将 高速采集与实时处理结合在一起， 同时利用 Ｍ Ａ Ｘ １ ２ ５ 进行 Ａ ／ Ｄ转换， 改善了高速数据采集系统的性能， 提高
Ｆ Ｒ Ａ Ｍ Ｅ ＃、 主设备准备好信号 Ｉ Ｒ Ｄ Ｙ ＃、 从设备准备
好信号 Ｔ Ｒ Ｄ Ｙ＃ 和设备选择信号 Ｄ Ｅ Ｖ Ｓ Ｅ Ｌ ＃ 组成。为
Ｆ ＲＡＭ Ｅ＃
ＡＤ
Ｃ／ ＢＥ＃
了避免 Ｐ Ｃ Ｉ 总线上信号接收和发送的时候占用总线 的冲突， 由总线占用请求信号 Ｒ Ｅ Ｑ＃和总线占用允
０ 引
言
目前我国有关工厂正在从对旋转机械的振动进行巡回检测、 定期检测及停机检修状况过渡到对机组进 行长期连续监测的阶段 ， 并进一步实现对机组的振动信号进行在线分析。在这些应用场合， 往往需要现场实 时采集及处理多路信号， 并要求满足一定的实时性， 这就对采集系统提出了非常高的要求。 与传统的 Ｉ Ｓ Ａ总线相比， Ｐ Ｃ Ｉ 总线具有最高工作频率为 ３ ３ Ｍ Ｈ ｚ ， 总线宽度为 ３ ２ 位， 数据传输速率可以达 到１ ３ ２ Ｍ Ｂ ／ ｓ ， 较高的数据吞吐率， 在一定意义上可以认为 Ｐ Ｃ Ｉ 总线解决了高性能的 Ｃ Ｐ Ｕ处理能力和低效的
Ｗ ２５
＋ ９ Ｖ Ｉ Ｎ
． ９ Ｖ
Ｒ １ ５ ２ ０ ２ Ｋ
Ｉ Ｕ Ｐ Ｕ Ｙ Ｉ 山 Ｉ Ｏ Ｒ Ｋ Ｂ Ａ Ｉ ｓ Ｍ ８ ７ Ｉ
１ ２ ０
ＲＣｌ ｌ 了毛 １７ｌｌ Ｋ 工
２１一 工 Ｋ － ｐ －－ 卜 －－ 注
系统结构之间的瓶颈问题。同时数字信号处理器具有强大的数据吞吐能力， 它用硬件来实现各种算法， 使得
处理数据效率大大提高， 且它具有性价比 高、 能耗低等特点， 非常适合用于实时监测的信号处理系统中〔 １ ， ２ １ ０
本文在结合本科研组为某厂开发的汽轮机组故障诊断系统现场运行的基础上， 为了能更好的实现实时 性和处理大信息量数据， 对系统硬件做了进一步的改进， 提出了用 Ｔ Ｍ Ｓ ３ ２ ０ Ｖ Ｃ ５ ４ ０ ２ 信号处理芯片和 Ｐ Ｃ Ｉ ９ ０ ５ ４
了 数据采集的速率， 使该系统能满足高速、 高效、 实时及方便的要求。随着 Ｐ Ｃ Ｉ 总线和Ｄ Ｓ Ｐ 处理器的普及与
应用 ， 这种结合方式相信会有比较广阔的前景。
参考文献 ：
［ Ｉ 〕 李贵山， 戚德虎 Ｐ Ｃ Ｉ 局域总线开发都指南 【 Ｍ ］ ． 西安： 西安电子科技大学出版社 １ ９ ９ ７ ．
图 ５ 总线读操作时序
效。一旦主设备设置了Ｉ Ｒ Ｄ Ｙ ＃ 信号， 直到当前数据结束为止， 主设备不能改变Ｉ Ｒ Ｄ Ｙ ＃ 信号和Ｆ Ｒ Ａ Ｍ Ｅ ＃ 信号
的状 态 。
２ ． ４ 电压转换［ １ ５ １ Ｔ ＭＳ ３ ２ ０ Ｃ ５ ４ ０ ２采用低压工作， 其内核电压为 １ ． ８ Ｖ ， Ｉ ／ ０管脚电压为 ３ ． ３ Ｖ ， 而Ｐ Ｃ机插槽上只有 ５ Ｖ电源， 而且 Ｅ Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ， Ｒ Ａ Ｍ和 Ａ ／ Ｄ都是 ５ Ｖ器件， 它们和 Ｔ Ｍ Ｓ ３ ２ ０ Ｃ ５ ４ ０ ２ 相连时必须经过电平转换， 所以必须在电路中
１ ２ ［ Ｌ Ｕ Ｆ ２ ３ ５ ４ Ｂ ７ ７ ６ Ｒ １ ０ Ｐ Ｋ ２ Ｆ １ ０ ， Ｌ Ｕ Ｆ ２ ３ ５ ４ ＣＦ ７ Ｏ Ｕ Ｔ Ｐ Ｕ Ｉ Ｂ
＝ ｏ Ｃ ０ ｏ ７ ｐ
３ Ｒ ０ ７ Ｋ ３ １ ０ ２ － Ｖ ４ Ｕ Ｃ ７ １ ２ ３ ０ ５ ８ Ａ １ ８ 了 Ｒ Ｉ Ｐ Ｏ ２ Ｋ Ｈ ７ １ ３ ２ Ｕ ２ ＇ Ｄ － ， Ｏ Ｕ Ｔ Ｐ Ｕ Ｔ Ｉ Ａ
［ ２ ］ Ｐ Ｃ Ｉ ９ ０ ５ ４ Ｄ ａ ｔ ａ Ｂ ｏ ｏ ｋ Ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ １ ． ０ （ Ｐ ｌ ｘ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ） ［ Ｓ ］ ， １ ９ ９ ９ ．
２ ０ ０ ５ 年
第２ ２ 卷
Ｄ Ｓ Ｐ 读数并处理数据的速度要比Ａ ／ Ｄ转换速度高得多， 它根据 Ｆ Ｉ Ｆ Ｏ的状态决定如何读出数据。Ｄ Ｓ Ｐ的 Ｂ Ｉ Ｏ＃ 管脚与 Ｆ Ｉ Ｆ Ｏ的空标志相连， Ｆ Ｉ Ｆ Ｏ的满标志接 Ｄ Ｓ Ｐ的中 Ｉ Ｎ Ｔ Ｉ ＃（ 如图 ４ ） 。当 Ｆ Ｉ Ｆ Ｏ不空时读 ， Ｆ Ｉ Ｆ Ｏ空则 等待。当 Ｄ Ｓ Ｐ 任务较重时， Ｆ Ｉ Ｆ Ｏ数据长时间没有被读走， Ｆ Ｉ Ｆ Ｏ半满或全满时， 会向 Ｄ Ｓ Ｐ 发出一个中断信号， Ｄ Ｓ Ｐ 暂时停止当前的工作 ， 进人中断服务程序。若 Ｆ Ｉ Ｆ Ｏ已满 ， 而Ｄ Ｓ Ｐ来不及处理时， 就会发生丢失 Ａ ／ Ｄ数 据的现象 ， 必须将 Ｆ Ｉ Ｆ Ｏ清空以保证 Ｆ Ｉ Ｆ Ｏ中数据的完整性。
时信号处理打下良好的基础〔 ３ ］ ０
２ 关键部分电路的实现
２ ． １ 信号调理电路 在工业现场， 环境非常复杂， 会对传感器采集 信号 的原始振动信号产生很多干扰 ， 而且反映间隙电 压的直流量比较大， 反映振动量的交流量比较小 ， 交流分量 所以必须经过预处理 ， 包括滤波、 放大和隔直等， 图 ２ 调理电路图框架 将其振动信号调理到系统监测和分析所需要的要 求， 提高信噪比、 减少信号分析和处理的误差。信 号调理模块由隔交流电路 、 调零电路 、 放大电路和滤波电路等组成（ 如图 ２ ） 。从传感器输出的信号经过隔交 流电路后分离出直流分量 ， 该直流分量与原信号在减法电路中相减后 ， 得到交流分量 ， 放大电路对交流分量 进行放大， 以提高采样的精度， 而低通滤波器则将信号中不需要的高频成分滤掉， 预处理电路图见图 ３ ， 整个 预处理电路包括滤波、 放大 、 加法、 跟随和调零等部分 ， 其中关键部分是滤波电路和放大电路。
接口总线来组建信号采集系统的方法。
１ 数据采集和处理系统
本系统由信号调理电路、 Ａ ／ Ｄ转换电路、 Ｄ Ｓ Ｐ ， Ｐ Ｃ Ｉ 接口电路和电源电路等组成（ 如图 １ ） ０
键相信号
信号
图 １ 系统总体结构示意图