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基于RFID的工业现场设备离线监测系统研究

作　者: 王付顺
导　师: 王刚
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 离线监测设备巡检状态监测故障诊断路径优化
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 23次
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内容摘要

随着制造技术的进步，企业的生产设备逐渐向着大型化、复杂化、集成化和智能化的方向发展。这种发展趋势使得对生产设备的精细化管理成为了企业降低生产成本，保持市场竞争力的重要手段之一。因此，生产设备对企业的生存和发展显得更加重要，设备管理也成为企业经营中的重要一环。企业为管理生产设备，降低设备的故障发生率，通常采用在线监测和离线监测的方法监测设备运行状态。本文中针对离线监测方式，在分析了设备巡检的现状和发展趋势的基础上，为提高巡检的效率、质量和智能化水平，开发了基于RFID的工业现场设备离线监测系统。本文中，对设备离线监测系统进行了需求分析，并分析了设备离线监测系统的设计原则。简要介绍了设备离线监测系统的体系结构，并结合RFID的特点设计出了基于智能手持设备的设备巡检流程。根据手持终端平台的特点，分析了本文采用的设备状态监测技术和故障诊断技术。为提高企业巡检资源的利用率和巡检的智能化水平，分析了关于巡检设备的两个基本问题，即巡检设备筛选和巡检最短路径优化两个问题。针对两个问题的特点，分别采用了神经网络与遗传算法对这两个问题进行建模，分析了各自的算法流程。根据需求分析，对设备离线监测系统进行总体设计，包括总体结构设计、接口设计和数据结构设计等。根据对设备离线监测系统的总体设计，使用Java语言开发了基于Android平台的系统手持终端程序。系统采用了SQLite数据库对数据进行管理。使用VB与Matlab混合编程简易实现了服务器端程序。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-16
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  9-10
    1.1.1 课题背景  9
    1.1.2 课题的研究目的和意义  9-10
  1.2 设备巡检管理系统的研究现状  10-12
    1.2.1 人工巡检方式  11-12
    1.2.2 半自动化的设备巡检方式  12
    1.2.3 智能化的设备巡检方式  12
  1.3 设备巡检路径优化技术研究现状  12-13
  1.4 设备状态监测与故障诊断技术研究现状  13-14
  1.5 本文的主要研究内容  14-16
    1.5.1 课题研究的技术路线  14-15
    1.5.2 论文章节安排  15-16
第2章设备离线监测系统总体结构  16-23
  2.1 新型干法水泥生产工艺流程及关键设备  16-17
    2.1.1 新型干法水泥生产方法  16
    2.1.2 新型干法水泥生产工艺流程  16-17
    2.1.3 新型干法水泥生产关键设备  17
  2.2 新型干法水泥生产设备巡检需求分析  17-19
    2.2.1 水泥生产设备巡检需求概述  17-18
    2.2.2 设备巡检智能化管理需求分析  18
    2.2.3 设备离线监测定量分析需求分析  18-19
    2.2.4 设备离线监测系统的设计原则  19
  2.3 基于 RFID 的设备离线监测系统设计  19-22
    2.3.1 设备离线监测系统的体系结构  19-20
    2.3.2 基于 RFID 的设备巡检流程设计  20-22
    2.3.3 条件与限制  22
  2.4 本章小结  22-23
第3章设备巡检路径优化技术  23-32
  3.1 基于神经网络的巡检设备筛选  23-28
    3.1.1 BP 神经网络  23-24
    3.1.2 单隐层 RPE 前向神经网络  24-26
    3.1.3 RPE 前向神经网络的算法实现  26-28
  3.2 基于遗传算法的巡检最短路径优化  28-31
    3.2.1 遗传算法  28-29
    3.2.2 巡检最短路径优化的遗传算法实现  29-31
  3.3 本章小结  31-32
第4章设备状态监测与故障诊断技术  32-37
  4.1 设备状态监测技术  32-33
  4.2 设备故障诊断技术  33-36
    4.2.1 离散傅里叶变换  34
    4.2.2 快速傅里叶变换  34-36
  4.3 本章小结  36-37
第5章设备离线监测系统设计与实现  37-61
  5.1 总体结构设计  37-40
    5.1.1 基本设计概念和处理流程  37-39
    5.1.2 总体结构和模块外部设计  39-40
  5.2 接口设计  40-41
    5.2.1 用户接口  40
    5.2.2 外部接口  40
    5.2.3 内部接口  40-41
  5.3 数据结构设计  41-46
    5.3.1 逻辑数据结构设计  41-45
    5.3.2 物理数据结构设计  45-46
    5.3.3 数据结构与程序的关系  46
  5.4 系统开发环境搭建  46-48
    5.4.1 系统服务器端程序开发环境搭建  46-47
    5.4.2 系统终端开发环境搭建与配置  47-48
  5.5 硬件系统实现  48-49
  5.6 服务器端软件系统实现  49-51
    5.6.1 VB 开发部分系统实现  49-50
    5.6.2 Matlab 开发部分系统实现  50-51
  5.7 手持终端软件系统实现  51-60
    5.7.1 用户信息管理模块  51-54
    5.7.2 设备信息管理模块  54-56
    5.7.3 数据处理模块  56-57
    5.7.4 巡检过程管理模块  57-60
  5.8 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-66
附录：程序文件清单  66-69
致谢  69

基于RFID的工业现场设备离线监测系统研究

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