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CAN工业现场总线的传感器据采集系统设计开发研究

日期:2018年01月15日 编辑:ad200904242025371901 作者:无忧论文网 点击次数:1099
论文价格:150元/篇 论文编号:lw201208131220598398 论文字数:20000 所属栏目:控制工程论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis

第一章 绪论

课题概述人类的主要特点是能制造工具,富兰克林曾把人定义为制造工具的动物。通过制造和使用工具,人把自然物变成他的活动器官,从而延伸了他的肢体和感官。人们制造和使用工具,有目的、有计划地改造自然、变革自然,才一有了名符其实的生产劳动。现代人越来越依赖高度机械化、自动化和智能化的产业来创造财富,因此必然要创造出现代化的工程装备和控制系统来满足生产的需要。如果说制造工具是原始人与动物区别的最主要标志,那么就可以说,现代工程装备与控制系统是现代人类文明的最主要标志。工程活动的核心是创造新的存在物。当代社会中大部分存在物都是技术发明、技术实现的产物,都是工程活动的产物,我们可以统称为工程资产。任何工程活动都有一定风险。工程活动的本性决定了工程是一把双刃剑,它可能给社会带来福社,也可能给社会带来危害,甚至带来灾害,近年来,我国安全生产事故造成的损失已远远超过自然灾害造成的损失,据统计,2003年我国由于自然灾害造成的损失过亿,而因安全生产事故造成的损失达2500亿。据石化等流程制造业统计,由于装备问题造成的事故约占40%t"。随着工厂自动化程度的不断提高,维修在现代企业中的地位也日益重要。据统计,现代企业中,故障维修和停机损失费用已占其生产成本的30%-40%。在不少行业中,维修费用已跃居生产总成本的第二位,甚至更高。另外,随着人们对环境保护与安全的重视,故障控制与预防必然成为现代企业管理所面临的重要课题。过去,只有在机械的运行出现问题或者拆开设备检查,才知道机器中某部分发生了故障。为了确保机器的正常运行,不得不规定定期维修检查制度,既不经济又不合理。而在线故障监测和诊断技术是依据设备在运行过程中,通过伴随故障必然产生的振动、噪声、温度、压力等物理参数的变化来判断和识别设备的工作状态和故障,对故障的危害进行早期预报、识别,防患于未然,做到预知维修,保证设备安全、稳定、长周期、满负荷优质运行,避免“过剩维修”造成的不经济、不合理现。旋转机械振动监测技术是近年来国内外发展较快的一门新兴学科,它不仅在理论上有了很大的突破,而且不断转化为技术投入到实际的项目应用中。振动监测技术主要是建立在对故障机理研究的基础上的。从整个技术发展的过程来看,现代监测技术大致分为两个阶段〔sit'la第一阶段是以传感器技术和动态测试技术为基础,以信号处理技术为手段的常娜北京化工大学硕}一学位论文技术发展阶段。这一阶段的技术已在工程中得到了应用,它吸收了大量的现代科技成果,传感器技术的飞跃发展,使之可以利用振动、噪声、力、温度、电、磁、光、射线等多种信息。由此产生了设备的振动、噪声、光谱、铁谱、无损检测、热成像等监测和故障分析技术。信号分析与数值处理技术的发展,结合微计算机技术的发展,使得各种监测方法应运而生,如:状态空间分析、对比分析、函数分析、逻辑分析、统计和模糊分析等t司。近年来,各种数据处理软、硬件的出现,使得实时在线监测及故障分析技术成为可能。人工智能技术为设备监测和故障分析的智能化发展提供了可能,使得现代监测技术发展步入第二阶段。这一阶段的研究内容与实现方法己开始并正在继续发生着重大变化,以数据处理为核心的过程将被以知识处理为核心的过程所替代,开展了专家系统、神经网络、模糊分析等理论方法和应用技术的研究。这阶段起主导作用的将是人类专家的知识,包括人类专家所拥有的领域知识、求解问题的方法等。由于实现信号检测、数据处理与知识处理的统一,使得先进技术不再是少数专业人员才能掌握的技术,而是一般操作人员所使用的工具。.2国外振动监测系统发展概况及其主要理论对旋转机械振动监测技术在国外的研究是在对故障机理分析的基础上的。对于大型旋转机械而言,这一阶段的研究工作始于六十年代末期。代表性的工作是1968年美国的JohnSohre在他多年工厂实践的基础上,对高速涡轮机械故障的起因及其预防措施进行了系统的研究,并将典型的故障划分为九类二十七种,这一成果至今仍广为应用。日本自六十七年代以来发表了大量的故障诊断文章,积累了丰富的现场故障处理经验,并进行了理论上的研究。Bently公司在转子动力学方面做了大量工作,对旋转机械故障机理研究得比较透彻;日本三菱公司研制的MHMS带有决策树表示诊断规则描述,并且采用模糊逻辑分析确定置信因素的振动诊断专家系统〔6]。这些工作为故障机理的深入研究奠定了基础。七十年代以后,故障机理和诊断技术的研究发展非常迅速。人们使用机组或故障的数学模型进行故障诊断〔7I}B7。先对研究对象或机械故障建立有关的数学模型,然后根据数学模型进行故障诊断。这种方法可以用来预测信号和估计非测量的状态变量、过程参数和其它的过程特性。根据故障机理研究的成果,人们建立了各种旋转机械可能发生的故障的数学模型,如不平衡、不对中、碰磨、油膜振荡等与振动有关的故障以及裂纹、磨蚀、泄漏、发热、烧损、松动、变形等[9]0为了提取故障信息,许多先进的信号处理方法先后发展起来,其中在DFT基础上发展起来的快速傅立叶变换((FFT)是故障诊断中特征提取的主要手段。FFT己经成为信号处理中最重要、最基本的技术,目前几乎所有的动态分析仪器都是以它作为核心进行信号处理的。以FFT为基础派生出来的分析方法均获得了极大的发展,如周期图分

 

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摘要 4-6
ABSTRACT 6-7
第一章 绪论 14-18
    1.1 课题概述 14-15
    1.2 国外振动监测系统发展概况及其主要理论 15-16
    1.3 国内振动监测系统发展概况 16
    1.4 本文主要研究的内容 16-18
第二章 CAN总线 18-28
    2.