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铁路捣固车设备状态监测系统的设计与实现

作　者: 张利民
导　师: 吴桂清
学　校: 湖南大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: 捣固车 设备状态监测 故障诊断 LPC2387 3G 故障树
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 40次
引　用: 1次
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内容摘要


现代大型机械设备的使用，一方面提高了作业生产效率，降低了生产成本；另一方面，设备一旦出现故障，对各方面所造成的损失可能会成倍增加，甚至无法预计。几十年以来，机械设备因为故障而引发的灾难性事件经常发生，其造成的经济损失、人员的伤亡以及对社会的影响也都是难以估计的。因此，为提高机械设备的安全性、可靠性以及作业效率等，发展并应用先进的设备状态监测系统与故障诊断技术对机械设备进行检测与诊断十分必要。本文以大型养路机械08-32型捣固车为研究对象，设计了一种捣固车设备状态监测系统。本监测系统能够实时采集捣固车设备状态信息，对设备状态信息进行初步分析及存储，并利用3G无线通信技术传输至运程监控中心，实时显示设备运行状态，掌握设备运转状况，对设备故障实时告警、早期诊断并处理，从而提高捣固车线路作业质量、作业效率以及设备维护水平。首先，本文根据项目的研究目的、内容及要求，分析了在线监测技术的研究现状和发展趋势。其次，介绍了捣固车设备状态监测系统的整体构架，分析了系统的功能需求和性能需求，说明了系统的设计思想，确定了对捣固车设备的监测项目。详细介绍了整个监测系统中的以LPC2387芯片为核心控件的数据集中与通信装置的软硬设计以及通信协议设计。对采集的数据按模拟量、开头量、脉冲量的类型分别进行分析处理，并利用故障树与CBR结合的技术建立专家系统进行设备故障诊断。最后，对捣固车在线监测系统进行了运行实测，完成了CAN配置、数据采集和数据通信等测试。测试结果表明本系统工作正常，达到了系统设计目的和性能指标，具有良好的实用价值。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 绪论  11-17
  1.1 选题背景与研究意义  11-12
    1.1.1 选题背景  11
    1.1.2 课题研究意义  11-12
  1.2 设备状态监测技术的国内外研究现状与发展趋势  12-15
    1.2.1 设备状态监测技术的国内外研究现状  12-13
    1.2.2 设备状态监测技术发展趋势  13-15
  1.3 论文主要研究内容及本文结构  15-17
第2章 捣固车设备状态监测系统总体设计  17-29
  2.1 捣固车设备状态监测系统设计思想  17-18
  2.2 捣固车设备状态监测系统整体概述  18-19
  2.3 捣固车设备状态监测系统功能  19-21
    2.3.1 车载监控系统功能  19-20
    2.3.2 远程监控中心功能  20-21
  2.4 捣固车设备状态监测系统性能指标  21-22
  2.5 捣固车设备状态监测  22-28
    2.5.1 捣固车电源参数监测  22-23
    2.5.2 捣固车作业系统参数监测  23-25
    2.5.3 捣固车动力系统参数监测  25-27
    2.5.4 捣固车视频监测  27-28
  2.6 本章小结  28-29
第3章 数据集中与通信装置的设计  29-46
  3.1 数据集中与通信装置整体设计  29
  3.2 数据集中与通信装置硬件设计  29-34
    3.2.1 数据集中与通信装置主控电路  29-30
    3.2.2 数据集中与通信装置电压转换电路  30-31
    3.2.3 通信接口电路  31-34
    3.2.4 电源输出控制电路  34
  3.3 数据集中与通信装置软件设计  34-40
    3.3.1 软件设计思想  34-35
    3.3.2 任务功能设计  35-40
  3.4 通信协议设计  40-45
    3.4.1 通信协议报文格式  40-42
    3.4.2 通信消息协议设计  42-45
  3.5 本章小结  45-46
第4章 捣固车设备监测数据处理与故障诊断  46-56
  4.1 捣固车设备状态监测预数据处理  46-48
    4.1.1 模拟量数据处理  46-47
    4.1.2 开关量数据处理  47
    4.1.3 脉冲量数据处理  47-48
  4.2 设备故障诊断技术方法  48-52
    4.2.1 故障树分析法  49-50
    4.2.2 案例推理法(CBR)  50
    4.2.3 专家系统分析法  50-52
  4.3 捣固车故障诊断基本思想  52-53
    4.3.1 故障诊断数学描述  52
    4.3.2 捣固车故障诊断设计思想  52-53
  4.4 捣固车设备故障诊断  53-55
  4.5 本章小结  55-56
第5章 系统测试与分析  56-63
  5.1 测试目的及方法  56
  5.2 测试平台构建  56-57
    5.2.1 硬件平台  56-57
    5.2.2 软件平台  57
  5.3 系统测试  57-62
    5.3.1 通信测试  57-59
    5.3.2 数据采集测试  59-62
    5.3.3 系统整机测试  62
  5.4 本章小结  62-63
总结与展望  63-65
参考文献  65-68
致谢  68-69
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  69-70
附录 B 攻读学位期间参与的科研项目  70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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