九洲普惠风机丨基于VC的风机运行状态在线监测系统

为了保证本系统的测试精度、准确性、灵活性和可维修性，在硬件上，振动信号的采集用了中泰PC6310数据采集卡，软件上用VC++6.0进行开发。

1、硬件设计

1）加速度传感器

本系统中加速度传感器是把被测风机的振动加速度准确无误地接受下来，进而将此加速度转换成电信号输出，实现机械能和电能之间的转换。

2）数据采集工具

本系统不仅需要实现多通道的数据采集，而且需要实时处理大量数据，这就要求系统硬件的采集模块和现场工控机具有很髙的性能。而中泰PC6310数据采集卡完全适合多通道高速率在线监测系统。振动信号由加速度传感器采集，通过电荷放大器进行稳压放大处理，进而通过增益来调整提髙A/D转换精度。对于振动信号则通过两次积分得到振动位移。本系统单机组的硬件构成见图1。

2、软件设计

本系统设计中程序编写所采用的是VisualC++6.0。VisualC++是美国微软公司推出的基于C/C++的可视化的集成开发工具。其开发出来的应用程序执行效率高，并且微软公司提供了对VC++的大力支持，因此用VisualC++开发Windows应用程序可谓得天独厚。数据处理流程见图2。

1）数据采集与预处理

本系统的数据采集是用数据采集卡的库函数完成的。同时，采集到的数据的A/D转换也是通过库函数来实现的，然后将转换后的数据存放于缓存区。本系统程序中的缓存区是由结构体链表构成的。所谓链表就是动态地进行存储分配的一种结构，它的特点是可以根据需要来开辟内存单元，进而避免内存的浪费。

此程序设计中采用“只供单个进程的线程使用，这样可以保证在任何时候只有一个线程访问某项资源”的临界区同步对象来解决线程同步问题。这里需要注意的是：通过链表取数据时，数据的获取程序与其他数据处理程序间有可能会因为同时要求某项资源，从而造成资源竞争的线程同步问题。

九洲风机厂对于数据的预处理简单介绍3个：

(1)剔点：对采集产生的异常点（如电磁干扰产生的)要剔除。首先求出均值，再与测量数据相减；然后求出采样值方差，按照统计概率理论，将偏差大于3个方差的异常点给予剔除。

(2)二次积分：因为振动信号是加速度信号，只有经过二次积分才能得到振动位移值。

(3)线性滤波：采集到的振动信号一般都包含噪声干扰，通过滤波可以抑制干扰故障信号的那部分频率成分。

2）数据存储

因为本系统是不间断的监测，所产生的数据量比较大，用数据库来保存数据会导致数据的记录数太多，也不利于数据的检索，所以大量数据采用数据文件的形式来保存。另外把监测的多点信号数据暂存于数组，然后再由数组写入文件，这样由于监测的周期比较短，频繁的写文件将会影响到系统的实时性，况且会出现异常操作。所以本系统在此采用有许多成员函数的MFC的数组类.CArray，它可以动态的改变数组的大小，这样用此暂存监测数据不仅可以避免频繁的写文件，还可以节约内存。