某型复杂装备车载状态监测系统设计

某型复杂装备现有设备监测数据达不到对全车的故障诊断与健康状态评估所需数据的要求,通过分析其整车电气信号,为满足复杂装备对整车数据的监测需求,设计了车载状态监测系统;给出了车载监测系统的总体架构,对综合控制处理电路、实时数据采集处理电路、总线数据监控电路和车载显示系统硬件进行了设计,设计了车载采集与报警系统和显示系统软件,最后对系统进行了车载测试,表明系统能够对复杂装备的实时运行状态进行监测,完成基本的故障诊断功能,为早期发现故障缺陷,提出处置措施,开展系统健康管理提供了条件。     

基于InTouch的风洞自主式维修保障系统监控软件设计

信息技术的发展促进了组态软件的成熟与完善,在工业控制、轨道交通、水电供给乃至武器装备运行控制等领域得到广泛应用。为了配合风洞自主式维修保障系统,提升风洞的维修保障能力与实时的在线监测能力,通过InTouch组态软件设计并应用了可靠、稳定的数据接口;搭建了运行流畅、信息丰富、实时性好的监控软件;为风洞提供了良好的装备状态监测平台。其满足风洞自主式维修保障系统对信息监控及表达的一体化、自动化和可视化的要求,并成功应用在某型风洞中。     

中性束注入器离子源测试台可编程逻辑控制系统

 为实现对离子源测试台系统现场设备的实时监控,设计了一套基于现场总线（Profibus）通讯协议的可编程逻辑控制器（PLC）系统。根据综合测试台测控要求确定PLC系统硬件配置,组建单主站Profibus-DP网络实现高速分布式I/O系统。该系统实时监测现场设备状态并与中性束注入总控实时交换数据,协调控制现场设备按序稳定运行。全图形化的人机操作界面实现了系统运行的可视化操作,数据的实时存储和显示为物理操作人员提供了实验分析依据。整个系统控制稳定可靠,重复性好,兼容性及扩展能力强。     

基于STM32的汽车涂装线监控系统研究与实现

针对现有汽车电泳涂装线监控系统普遍存在信息采集不全面、分析处理时间长、共享程度低等问题,研究开发了基于STM32的涂装线设备状态监控系统。该系统采用高性能的STM32处理器,结合通用性好易开发的VC 6.0平台自主开发系统上位机软件,完成对设备数据的采集、处理分析及在线显示。首先,构建基于数据采集、中央处理、设备控制及通信的下位机硬件系统;然后,通过RS485总线技术实现各采集模块与中央处理模块的通讯,并通过串口及时将设备参数上传到上位机,实现涂装线设备的实时监控。     

基于短信息服务的通用型数据监控系统的研制及应用

短信息服务(Short Message Service, SMS)广泛被应用于移动设备间收发文本信息,具有低成本、使用方便、网络覆盖广和可靠性高等诸多优点,在工业设备远程监控领域具有广阔的应用空间。数据监控系统通常针对某一个或者一类设备而设计,其通用性和可移植性通常较差,对一般用户而言,开发门槛和成本较高。文中讲述了采用VC6.0和Access数据库实现基于SMS的通用型远程数据记录和实时监控系统,通过恰当的数据结构设计和模块化编程,屏蔽了硬件差别,大大降低了用户的开发成本和开发难度,快速实现手持设备对一般工业设备的实时数据监控。     

EtherCAT时钟同步技术研究

EtherCAT是一种实时工业以太网协议;基于EtherCAT实时性强的特点,重点研究了EtherCAT分布时钟机制,并提出了在嵌入式设备上基于实时操作系统μC/OS II完成主站设计的方案;通过分析传输延时补偿、初始偏移补偿、动态漂移补偿等时钟同步过程,完成了对主站系统时钟同步技术的设计;基于环形冗余结构搭建了一主三从的EtherCAT测试系统,并通过计算机、示波器等设备采集得到从站间产生SYNC0信号的时间差值数据;最后,根据SYNC0周期为1 ms的数据,分析得到系统时钟误差维持在55 ns以内的同步性能,为时钟同步技术的理论研究提供了数据支持。     

基于Android的综合航电数据监控平台的研制

为实现对某型综合航电系统进行地面在线监控,研制了一款基于嵌入式的数据监控平台.本平台采用Arm处理器,通过以太数据方式,采集航电系统中一系列飞行参数,按照算法进行分析和处理,最终实现了对综合航电系统的工作状态监控.在硬件设计基础上,开发了Android系统下的测试设备驱动及相应应用程序.从工程应用结果表明,该平台能够实现综合航电系统状态的定期检测以及组件故障判断.     

飞控FTI系统状态监测与数据分析系统设计与实现

在飞行试验工程中,机载测试系统完成对飞控数据的采集、封装和输出;为了实现基于USB的PCM数据解调及其与计算机之间的数据通信,实现实时的状态监测和数据事后分析处理,设计并实现了基于.NET框架的FCS-FTI系统状态监测与数据分析系统;该系统包括数据实时捕获、状态监测、数据事后处理等模块;测试表明,系统各功能模块运行稳定,能对FCS-FTI进行状态监测并能进行数据事后分析处理,具有高效的实时性和良好的可靠性。     

基于AFDX总线的飞机状态监控模块设计

为了实现飞机状态监控模块对机载高速AFDX总线网络海量数据的监控需求,分析机载网络构型,并从数据帧处理、文件管理和用户接口等几个方面对状态监控模块进行设计,通过中断和分级任务的相互配合,提出了两级筛选、三级缓冲的机制;使用专用地面数据分析工具对监控数据进行分析,结果表明此状态监控模块能够确保监控数据的实时捕获、处理和存储;经过验证,使用两级筛选、三级缓冲的机制设计的状态监控模块,可针对不同的任务配置不同的监控需求,能够实现飞机状态监控功能,符合设计要求,运行稳定。     

远程控制在大功率固体激光加工系统中的应用

针对目前大功率固体激光加工系统的特点,结合相关产品使用的网络构架,研制开发了一套基于Internet的远程监控系统。它是一种将网络技术与系统监控相结合,在异地通过Internet实时监控系统的运行状态,并为系统的故障诊断提供依据的技术。该系统具有高效性、准确性和实时性等特点。在设计方面采用了先进的软件构架,可以实时监控激光加工系统的操作情况和参数状态;查询激光加工系统的当前数据和历史数据,并对开放权限的数据进行修改;通过和用户在线沟通完成疑难问题的解答。     

大数据分析技术在装备监测系统中应用研究

针对装备状态监测系统中长期积累的大量数据缺乏有效分析手段、利用率低等问题,对装备监测系统中存储的在线监测数据和积累的历史数据,建立可分析挖掘的大数据集;运用数据分析和机理分析的方法建立比较模型,采用异步信息融合的算法对数据进行处理,利用大数据的多尺度特性研究装备生命周期的分析预测、优化运行、预知维修等目标,提高了装备运用知识的获取速度,有利于构建完整的装备生命周期预测诊断体系。     

配电房轨道式自动巡检机器人控制系统设计与实现

针对配电房等室内电力系统供电设备自动巡检的需求,提出了以微控制器MSP430F5438为核心的自动巡检机器人控制系统总体设计方案。采用模块化方法完成了控制系统硬件电路设计,主要包括：主控模块、电源模块、运动控制模块、通信模块和数据采集模块。介绍了控制系统软件的总体流程,完成了控制系统嵌入式软件及其上位机监控软件的设计。实验结果表明,所设计的控制系统应用于巡检机器人可以实现对配电房供电设备的自动巡检,从而验证了控制系统的有效性与合理性,具有显著的推广应用价值。     

飞行器遥测设备与综控机一体化设计

随着新一代飞行器技术的快速发展,对其体积、航程以及信息化程度的要求越来越严格。为此,提出了飞行器遥测设备与综控机的一体化设计,利用的数据监测与处理模块替代传统飞行器上单独的遥测设备,将其集成到综控机当中,大大节约了飞行器空间,提高了其信息处理与监测能力。该模块基于NandFlash存储器、DSP/BIOS实时操作系统千兆以太网接口以及PCM接口,能够实现大量数据的实时存储与传输。经大量试验证明：NandFlash存储器能够可靠的记录大量实验数据,千兆以太网接口可以很好的实现飞行器系统与测试设备之间的高速数据传输,通过PCM接口能够组织完成遥测数据的实时发送,既具备传统遥测设备的功能,又提高了数据处理、存储与监测的能力。     

Suitable features selection for monitoring thermal condition of electrical equipment using infrared thermography

Monitoring the thermal condition of electrical equipment is necessary for maintaining the reliability of electrical system. The degradation of electrical equipment can cause excessive overheating, which can lead to the eventual failure of the equipment. Additionally, failure of equipment requires a lot of maintenance cost, manpower and can also be catastrophic- causing injuries or even deaths. Therefore, the recognition processof equipment conditions as normal and defective is an essential step towards maintaining reliability and stability of the system. The study introduces infrared thermography based condition monitoring of electrical equipment. Manual analysis of thermal image for detecting defects and classifying the status of equipment take a lot of time, efforts and can also lead to incorrect diagnosis results. An intelligent system that can separate the equipment automatically could help to overcome these problems. This paper discusses an intelligent classification system for the conditions of equipment using neural networks. Three sets of features namely first order histogram based statistical, grey level co-occurrence matrix and component based intensity features are extracted by image analysis, which are used as input data for the neural networks. The multilayered perceptron networks are trained using four different training algorithms namely Resilient back propagation, Bayesian Regulazation, Levenberg–Marquardt and Scale conjugate gradient. The experimental results show that the component based intensity features perform better compared to other two sets of features. Finally, after selecting the best features, multilayered perceptron network trained using Levenberg–Marquardt algorithm achieved the best results to classify the conditions of electrical equipment.     

Infrared thermography for condition monitoring – A review

Temperature is one of the most common indicators of the structural health of equipment and components. Faulty machineries, corroded electrical connections, damaged material components, etc., can cause abnormal temperature distribution. By now, infrared thermography (IRT) has become a matured and widely accepted condition monitoring tool where the temperature is measured in real time in a non-contact manner. IRT enables early detection of equipment flaws and faulty industrial processes under operating condition thereby, reducing system down time, catastrophic breakdown and maintenance cost. Last three decades witnessed a steady growth in the use of IRT as a condition monitoring technique in civil structures, electrical installations, machineries and equipment, material deformation under various loading conditions, corrosion damages and welding processes. IRT has also found its application in nuclear, aerospace, food, paper, wood and plastic industries. With the advent of newer generations of infrared camera, IRT is becoming a more accurate, reliable and cost effective technique. This review focuses on the advances of IRT as a non-contact and non-invasive condition monitoring tool for machineries, equipment and processes. Various conditions monitoring applications are discussed in details, along with some basics of IRT, experimental procedures and data analysis techniques. Sufficient background information is also provided for the beginners and non-experts for easy understanding of the subject.     

助航灯光单灯监控系统的数据传输设计与实现

针对助航灯光单灯监控系统数据传输存在的问题,提出了基于无线传感网络技术和GPRS/GSM技术的综合通讯方案。对系统组成中的微处理器、射频模块、GPRS/GSM模块硬件进行了介绍,重点阐述了通讯模块软件的设计以及监控系统平台的搭建.该系统实现了助航灯巡检自动化,可以实时监控灯光设备运行状况。对通讯中关键技术一点对多点通信进行了讨论。测试结果表明,系统能够稳定可靠进行数据传输,满足了机场对助航灯自动巡检要求。 基于无线通信技术的助航灯光单灯监控系统能够增强机场地面保障能力。     

大型变电站分布式自动化检修系统设计

由于大型变电站中的磁场对人们身体健康产生不利影响,因此通常采取分布式自动化检修系统对大型变电站进行检修。但目前大型变电站分布式自动化检修系统主要是通过给变电站中每一个相关设备安装状态检测信号,利用串口将设备运行状态数据传输到监控系统,监控系统根据运行状态数据判定变电站中各设备状态,并根据各设备的状态向串口发送命令,串口执行相应操作,从而完成自动化检修系统设计。但这种方法无法对变电站中需要检修的节点进行定位,导致变电站设备检修存在效率低的问题。为此,提出一种基于RSSI的大型变电站分布式自动化检修系统设计方法,首先对大型变电站分布式自动化检修系统的模块进行设计,并分析各模块功能,对大型变电站分布式自动化检修系统各模块电路进行设计,保证系统正常运行,在此基础上,利用RSSI算法对系统软件进行设计,保证系统能够准确及时的对故障节点进行检修,从而实现大型变电站分布式自动化检修系统设计,实验证明,所提方法设计的大型变电站分布式自动化检修系统能够准确对变电站中故障节点进行定位,保证检修的准确性和及时性,为该课题的研究开拓新道路,推动该领域发展。     

一种某型雷达高频舱数字电路测试系统的研究

某型引进装备雷达高频舱部位数字电路随着使用年限的增长,使用频率的增多,故障率逐年增高,已严重制约装备功能的发挥。针对原有备件必须在所属装备测试的验证方式,对装备本身消耗大、验证手段单一,无法满足维修保障需求的问题,开发了基于实物数据采集、分析、测试于一体的自动测试系统,有效地解决了装备作为唯一验证手段的现状,同时大大提高了测试验证的工作效率及验证的准确性,对装备整体功能以及局部功能的检测产生很大的作用,实用性强,适于推广应用。     

基于油液光谱分析的综合传动视情维护研究

综合传动装置磨损产生的金属颗粒在润滑油液中均匀混合,导致装置工作环境的恶化并最终导致装置磨损失效事故的发生。因此,实现综合传动装置磨损劣化状态的准确监测和视情维护策略的合理制定对提高装置的可靠性与可维护性具有重要意义。携带着磨损部位与磨损状态信息的油液光谱与综合传动装置寿命的相互关系反映了装置磨损劣化的分布特征,使实现基于油液光谱数据的装置劣化建模和维护决策成为可能。现有综合传动装置视情维护研究是通过油液光谱数据趋势分析结合经验阈值实现的,没有考虑维护成本、装备可用度等因素的影响。鉴于此,提出基于油液光谱数据的综合传动装置视情维护决策方法。首先,针对综合传动装置的历史故障油液光谱数据,考虑装备寿命与各劣化变量间的相互关系及各劣化变量对装备劣化的贡献程度,采用Weibull比例风险回归建立了装置的工作寿命模型。然后,针对综合传动装置训练演习和执行任务两种使用工况,分别以最少维护成本、最大可用度为目标建立了装置的维护决策模型。与传统的综合传动装置维护决策方法相比,该方法考虑了维护成本因素和装备可用度因素的影响,能够根据维护目标有效的制定装置最优维护时间,为装置的视情维护决策提供了一个客观的量化方法。最后,通过对Ch系列综合传动装置历史故障油液光谱数据的实例分析证明了该方法的有效性,它能够实现综合传动装置视情维护策略的合理制定,也为其他装备的视情维护决策提供了有益的参考。     

基于风洞的设备健康管理与数据有效性判定平台研究

低速增压风洞是满足我国航空工业科技发展而建设的一座气动力重大基础试验设施。为了保障该设施的高效率和可靠地运行,以各机电设备、电气测控设备、机械装置为对象,根据其故障模式和故障特点选取合适的监测点,获取实时工作状态数据,再以数据为基础,进行状态监测、故障诊断、故障预测,实现预先性决策和针对性快速维修。基于OSA-CBM 体系构建的风洞健康管理系统,根据设备的运行状态,实现对试验数据的有效性进行实时判定,并实现了风洞装备由事后维修向视情维修转变;实现了装备从使用、维护、管理模式由分散式管理向集约式管理的转变;实现了装备系统故障诊、预测及判读从人工智能向机器智能的转变。