数控技术
旋转机械实时监测的研究
程月平
(武汉职业技术学院机电学院湖北武汉430074)
数事技术与度用
摘要：截转机械是许多大型生产设备系列中不可缺少的关键设备，必须对设备进行实时监控。把传感器节点布置在旋转机的有利测量点上采集数据，通过软硬系统平台搭建，实现无线传感器网络传输，在监控诊断中心由专家系统进行诊断，然后实现远程和本地控制，达到对设备进行及时维护和更换。通过系统仿真到达设计要求。
关键调：旋转机械无线传感器网络GAINZ节点
中图分类号：TP212
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)01-0024-02
ResearchonReal-timeMonitoring
sof
Rotating Machinery
CHENG Yue-ping
(Mechanical and electrical institute, Wuhan institute of technology, City Wuhan, 430074,China)
admba a o Buoso aear soy aaaap aqesuadspa e sy suadna toenpoad aase Ae or ay s raure ugeroi oes must be, Arrangement enabling measurement of rotating machine sensor node point to data, through the soft and hard system platform structures, the transmission in wireless sensor networks, monitoring Diagnostic Center expert system for diagnosis and realization of remote and local control, to equipment maintenance and replacement in a timely manner. By system simulation to design requirements.
Keywords: R.otating machinery Wireless sensor networks GAINZ node
在许多重工业工厂，旋转机械是许多大型生产设备系列中不可缺少的关键设备，对旋转机械的运行情况进行经常的检测是个必需的工作，有利于预先发现旋转机的潜在问题，从而对设备进行及时维护和更换等，而不影响正常生产。以前普遍的且较方便的方案是：、在工业厂房，把传感器节点布置在旋转机械的有利测量点上采集振动、噪声、温度、湿度等数据，然后采用有线通信方式把相关数据传送到控制中心的处理系统，从而实现对旋转机械进行监测与故障诊断。这种方案要在现场布置电缆、开关等设备，这对于在工厂生产现场相对较恶劣的环境来说并不是最佳方案，面且电缆、开关等设备处在这种较恶劣的环境下存在产重的安全隐患，比如电筑容易磨损折断、开关会出现接愈不良等问题。解决的方法就是通过利
用无线传感器网络来对旋转机械进行状态监测与故障诊断的。 1、族转机械运程监测服务平台
旋转机械监测与故障诊断系统的网络布置示意图如图1所示。把具有不同特定功能的传感器节点布置在旋转机械的若干方便有利的测量点上，对旋转机械的运行环境进行数据的采集，具有较强的通信、数据存储和处理能力的基站接收来自布置在旋转机械设备上的传感器节点所采集和感测得到的有关振动、噪声、温度、湿度等
无线传够器用路
本地监控N
·
品路
nternet 定测诊断
图1旋转机械监测与故障诊新系统的网络布置示意图 24
数据，基站对数据进行融合等处理后，通过无线局城网把数据发送至监测控制中心和本地监控处。控制中心根据专家系统数据库对数据进行综合分析、诊断。如果发现异常则发出警告信号，基站就根据信号迅速下达相关指令，采取相对应的措施，比如中止旋转机械的运行等。
在正常的旋转机械状态监测中，采集数据的周期一般都比较长，为了节省能耗，在间隔时间内，部分传感器节点可以设置在休眠状态，当传感器节点采集到的数据经过专家系统分析为异常时，处手工作状态的传感器节点根据收到的来自基站的指令类信号则进人突发事件处理模式，并唤醒其他处于休眠状态的节点，对旋转机械的相关数据进行持续的采集和记录，以便收集更全面的数据，从
而为系统做出更准确的分析结果提供保证。 2、旅转机械硬件平台
在考虑系统功能及整体结构，比较国内外传感器节点的优缺点后，选择GAINZ节点作为无线传感器网络部分实现平台。GAINZ节点具有如下特点。
(1)支持IEEE802.15.4/zigbee规范；
(2)使用ChipconCC2420RF收发器支持2.4GHz频带：
(3)支持简化功能设备(Reduced FunctionDevice，RFD)和协调器；
(4)高达512KB的低功耗Flash存储器：
(5)支持无时和带时的星形网络、网状网络以及混合网络：(6)事件驱动低功耗传感器网络操作系统
(7)提供串口和JTAG口用于调试和扩展应用范围；(8)易于添加或删除特定模块的模块化设计。
GAINZ节点传输距离编程可调0～50m，有效距离可达50m以上功耗低，睡眠状态电流仅为5mA，节能模式则达到110A，另外还有软件资源丰富，技术支持完备等特点。其硬件总体结构如图2所示。