工程機械遠程網絡監測與診斷系統
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4 工程機械遠程網絡監測系統
遠程網絡技術能應用于工程機械工作狀態的監測與故障診斷系統，在故障診斷的過程中，采集的數據是對機組故障做正確判斷的依據。但是在數據分析時，分析的結果受制于分析人員的經驗和水平。還以TYl65工業推土機為例，它是一個集機電液于一體的復雜系統，根據各自的功能，可以劃分為發動機子系統、液壓子系統、電氣子系統、冷卻子系統、機械子系統、附屬子系統等。由于系統的復雜性，因此對其故障的定位準確度要求很高，一個系統部件的不正?？赡芤鸲鄠€檢測參數的異常響應，而一個系統參數的不正常反應或系統的失效可能由多個系統部件的損壞造成。即由于現場人員的經驗和水平有限，對一些復雜的問題或未曾遇到的問題難以作出準確的判斷。采用計算機網絡后，數據就可以通過網絡將故障信息及時地送至診斷中心，技術專家們可以在異地利用所得數據對設備故障進行分析，并將結果及時的反饋回生產現場，以便采取措施。
TYl65推土機遠程網絡分布式狀態監測與故障診斷系統的結構如圖2所示。
5 遠程網絡監測與診斷的實現采用LabVIEW及Lab Windows/CVI構造虛擬儀器的平臺，實現遠程網絡監測與診斷，相關的方法有：使用DataSocket技術進行網絡監控；現場實時發布監控程序的網頁，異地使用瀏覽器(如InternetExplore，NetscapeCommunicator等)進行監控；使用底層傳輸協議(TCP，UDP，DDE，Appleevent或PPC)編程進行遠程網絡監控。
5.1 采用DataSocket技術進行網絡監控
測控數據在網上的發布和共享是網絡化遠程測控工程應用的關鍵技術問題之一。NI公司推出的DataSocket技術，是一種面向測量和自動化工程的網上實時高速數據交換的編程新技術。它克服了傳輸速率較慢的缺點，大大簡化了Internet網上測控數據交換的編程。
遠程網絡診斷系統采用服務器/客戶端模式，將服務器中的DataSocket Server Manager中的De-fault Reader設置為everyhost，則網中的每一臺客戶計算機都可讀取服務器上的數據。運行測量端的DataSocketServer，然后根據需要將測量的數據寫入DataSocket服務器的某一個或多個數據項，而客戶端可通過網絡讀取所需的數據項就可以得到實時的測量數據。
5.2 采用瀏覽器進行遠程網絡監測和診斷
場(服務器端)進行數據采集，并將界面實時發布到網絡上。在遠程(客戶端)，即可用瀏覽器(如Internet Exolore，NetscapeCommunicator等)進行監視。在將程序發布到網絡上前要進行程序的網絡設置?？梢栽O置網絡權限，增強網絡安全性。在主機上運行現場測試程序，網絡中另一主機上運行IE進行監視。現場測試數據變化，在遠程十算機的瀏覽器中的相應項也發生同樣的變化。
5.3 采用底層傳輸協議編程進行遠程網絡監測
網絡監控程序時，使用底層傳輸協議編程與使用DataSocket協議可以達到相同的結果，但編呈比較復雜，需要精深的網絡通訊知識。美國國家義器公司為LabVIEW提供的InternetTools實用程序包可以簡化應用系統的開發工作。
5.4 遠程通信技術實現
Internet技術的發展，虛擬儀器的發展也必須朝著網絡化方向發展。今后的儀器測試工作經常需要在網絡中進行，因此網絡虛擬儀器將有無限的發展前景。DataSocket技術是NI公司獨創的網絡實時通信技術，它摒除了復雜的TCP/IP編程，并且真正做到數據實時傳輸，為遠程測控提供了先進的科學研究手段。組建一個智能測控網絡通常有兩種模式：C/S模式(客戶/服務器模式)和B/S模式(瀏覽器/服務器模式)。C/S模式數據傳輸實時性好，數據在遠端能夠進行處理和存儲，靈活性大。B/S模式由于數據庫技術，數據存儲量大，易查詢。遠程故障診斷中，振動信號變化快，數據要求在遠端進行分析，易采用C/S模式；對于壓力、溫度等緩變不需遠程處理的信號，易采用B/S模式。本研究開發的系統將二者有機地結合為一體，充分發揮各自的優勢進行遠程監控。
5.5 信號方式實現并行執行資源分配
在并行執行時，用戶會碰到一個共享資源同時有幾個VI調用的情況，在本系統中，在線監測系統定時采集數據，而遠程分析處理系統也需要定時對數據進行計算與存儲。這樣，如果該資源以異步方式或者以一個不合適的順序被幾個Vis訪問，就可能使得系統遭到損壞。這種問題稱為竟態現象。
要想實現大量數據的遠程傳遞，比較可靠方便的方法就是采用全局變量，而全局變量也帶來了麻煩的共享資源，當我們需要維護全局變量數據庫時，可能有很多VI需要訪問該數據庫，最危險的時刻就是存在于"讀、更新、寫"循環周期中。這些問題在內建的LabVIEW全局變量中沒有任何保護措施。本系統中利用信號方式(semaphore)來保護數據全局變量訪問權限的程序。它遵循了標準事件序列：創建信號、等待信號、可以使用、運行臨界區、釋放信號。信號方式提供了一種保護代碼臨界區的方法，代碼臨界區不允許來自并行調用VI的同時訪問。這樣，就很好的解決了從現場監測系統中讀取各臺機組檢測數據與現場對數據更新之間的矛盾。利用遠程診斷系統不僅可以使操作員隨時了解其操作的工程機械發生了什么情況，而且還儲存了所有的操作數據以供維修技術人員下載。技術人員得到這些信息后，以便進行維修、診斷和性能分析。采用這套系統，操作員可以在零部件失效前采取措施，并在發生故障時診斷出故障的原因。這套系統的主要功能就是使工程機械處于最佳狀態，從而延長機器的使用壽命。
6 結 論
利用網絡建立設備遠程監測及故障診斷系統，使數據采集、數據處理、信息傳輸在網絡上進行；有關信息可在網絡上動態發布和共享，供相關技術人員、管理人員參考。虛擬儀器技術用于設備監測與診斷儀器及系統是一個新的發展方向，采用虛擬儀器技術構造機械設備的遠程網絡狀態監測與故障診斷系統，能使原有設備監測與診斷儀器及系統具有柔性和開發性。LabVIEW的通訊功能為遠程測控提供了便利的實現方法，使儀器系統適應于不同用戶和環境，易于變更、升級和維護，效果理想。
隨著計算機技術的發展，網絡化的狀態監測與故障診斷已經取得一定成果，遠程聯網監測分析技術越來越得到重視。尤其針對工業現場在線監測的要求，準確的診斷方法更顯得重要，如能引入神經網絡技術，則可以進一步提高故障診斷的準確性。此外還有一些新的智能網絡分析方法的出現將進一步增強監測診斷效果和速度，這些方法主要有：基于GPS/GSM的故障診斷，基于專家知識庫的故障診斷，基于灰度理論的故障診斷，基于免疫計算的故障診斷，基于粗糙集的故障診斷，基于遺傳算法理論的故障診斷，色譜分析在故障診斷中的應用，基于神經網絡的故障診斷，基于模糊理論的故障診斷，基于模式識別的故障診斷等方法。
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