旋转机械故障智能诊断系统RFIDS10Word格式文档下载.docx
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图1工程管理
（1）新建工程
可以新建一个新的工程，在工程名一栏中写入要新建工程的名称，选择需要新建工程的设备型号，点击实验图片为其新建的工程添加试验现场图片，当然，如果为添加图片也不会影响后续的测试工作。
点击新建即可完成工程的新建过程，新建立的工程可以在下方的列表框中显示。
（2）删除工程
删除一个已有的工程，点击选择所要删除的工程，点击删除即可完成工程的删除过程。
该操作不仅从数据库中删除工程的相关信息，也将删除该工程的所有实验数据。
建议最好在对工程进行备份保存后进行删除操作。
（3）工程导入
可以完成对储存于电脑硬盘或外部存储设备上的工程的导入。
需要根据所弹出的目录选择对话框选择工程存放的路径。
（4）工程导出
可以将软件中的工程导出到电脑硬盘或外部存储介质上，在工程管理界面中选择要导出的工程，点击工程导出即可完成导出工作，需要根据所弹出的目录选择对话框选择工程存放的路径。
（5）从外部导入数据到工程
可以将外部电脑硬盘或外部存储介质的实验数据导入导指定的工程中。
2.2打开工程
在文件下拉菜单下，点击打开工程，可以弹出图2所示的界面。
选择将要打开的工程点击打开就可以打开一个工程，如果下次还想继续打开同一个工程，可以通过点击默认工程将此工程设置为默认工程，节省下次再浏览选择的时间。
通过工具栏上的按钮也可以完成打开工程的操作。
图2打开工程
2.3数据库备份
可以将RFIDS软件当前的数据库及工程数据全部存储到电脑硬盘或外界存储介质。
实现系统备份。
2.4数据库恢复
可以将RFIDS软件的数据库及工程数据进行全部恢复。
2.5退出
退出系统。
3、信号动态实时采集
3.1主界面
点击工具条上的图标
，即可启动数据采集界面，如图3所示，在数据采集主界面中，包括时间波形显示、频谱曲线显示、设备型号选择、采集部位显示、采样频率选择、转速显示、当前信号选择、采集数据点数选择、通道配置、数据保存、模拟采集等功能。
，并配合图形两侧的滑块控件，可以对显示波形的幅值范围进行动态缩放。
图3数据采集主界面
3.2基本控制信息
如图4所示，在基本控制信息对话框中，主要实现的控制功能有：
1）动态显示转速，将转速通道采集到的转速信号处理后得到当前的转速，并进行显示，RFIDS软件中可以同时测试2个转速，及转速1和转速2。
转速测试是利用脉冲计数的方法得到，修正系数对应转子旋转一周产生的脉冲数，两个转速分别对应两个修正系数；
2）控制数据显示的速度；
3）控制是否利用键相信号来对信号进行预处理，对信号进行预处理，可以使信号具有统一的初始点，便于轴心轨迹的初相点绘制。
4）显示当前状态，如“在线采集”或“模拟采集”，如为模拟采集，还显示了模拟采集的数据名。
5）在模拟显示控制的滚动条中，可以拉动滚动条，实现对数据的任意定位显示。
在工具栏中反复点击图标即可实现该对话框的显示与隐藏。
（a）在线采集
（b）模拟采集
图4基本控制信息
3.3通道配置
如图5所示，可以对各通道中的采样点进行配置，包括：
1）测点选择；
2）低通滤波截止频率选择；
3）测试变量选择；
4）传感器型号选择；
5）传感器灵敏度显示；
6）测试参数单位显示；
7）数据采集器选择；
8）数据采集模块选择。
当选择NIcDAQ-9162机箱时，只能选择采集模块MOD1，因为该采集器机箱仅能插入1块NIUSB9234采集模块；
当选择NIcDAQ-9178机箱时，可以选择采集模块MOD1—MOD8，因为该采集器机箱可以插入8块NIUSB9234采集模块。
图5通道配置
需要注意的是，1）当采集器机箱选择NIcDAQ-9162时，需要定义为DEV1，系统提示如图6所示，该设置需要在NI公司提供的“Measurement&
Automation”软件中进行确认和设置。
2）当采集器机箱选择NIcDAQ-9178时，需要定义为cDAQ1。
该设置需要在NI公司提供的“Measurement&
3）对每个MOD模块进行通道设置后，需要点击“更新信息”按钮，以保存设置信息，所有MOD模块的通道设置完成后，点击“保存并退出”按钮，新的通道信息将被保存下来，退出该界面后即可生效。
图6采集模块确认
3.4数据保存
图7为数据采集界面上的控制按钮，其中与数据保存相关的“保存”按钮和“保存动态实时数据”检查框。
图7数据保存界面
（1）“保存”按钮
如图8所示，该功能主要实现对所有通道的当前测试数据进行保存，主要功能包括：
1）显示当前设备型号；
2）选择保存数据的文件夹；
3）选择保存方式；
4）显示累计保存的文件数。
所保存的数据按通道配置进行存储，文件名可以选择为“按序号”或“按转速1”。
需要注意的是，该保存功能下的数据不是动态实时连续数据，适合于对稳定运行状态下的数据进行采集和保存。
图8数据保存
（2）“保存动态实时数据”检查框
当不选中该检查框时，将不保存动态实时连续数据；
当选中该检查框后，点击“开始采集”按钮后，软件立即启动数据采集，并同时保存动态实时连续数据。
数据保存于目录：
D:
\RFIDSData\当前工程名\当前时刻\。
数据文件为文本文件，文件名由MOD号、CH号、变量名及测点名组成，例如：
MOD3_CH1[转速1]（低压转速测点）。
数据文件为多行单列数据，单一行为采样时间间隔（单位为秒）。
图9累计采样时间
在采样的过程中，显示累计的采样总时间，如图9所示。
根据不同的采样时间、不同的采样频率以及不同的通道数，1小时的数据量通常从几个G到几十个G不等。
需要注意的是，当通道数很多时，通常大于10个，采样频率需要降低到10k以保证实时连续采集。
通道数在10个以下时，采样频率可设置为51.2k。
3.5模拟采集
如图10所示，模拟采集是在不具备数据采集硬件的情况下，将工程中存放的实验数据或在硬盘上存放的实验数据进行回放。
（1）对于当前工程中存放的数据，可以选择列表框中的数据进行回放；
（2）对于硬盘或其他存储介质上的实验数据，选中“从外部选择数据源”检查框，点击“开始”按钮，将弹出文件夹选择对话框，选中所要导入的实验数据所在的文件夹，即可实现数据的模拟显示。
（3）可以控制回放数据的转速范围，进行循环回放和连续回放方式的选择。
其中循环回放时指数据循环无穷的从低转速到高转速在到低转速的循环回放，连续回放时指将所有数据按时间先后顺序进行回放，用此功能可以观察到数据的整体面貌。
如不选择连续回放，将只显示当前段的8192个点的数据。
图10模拟采集
3.6其他功能
（1）开始采集：
在数据采集硬件具备的情况下，按所配置的信号通道进行数据采集；
（2）停止采集：
停止当前的采集任务和数据显示，同时保存实时连续数据；
（3）“转速1阶次谱”、“转速2阶次谱”、“转速1频谱归一化”、“转速2频谱归一化”选择，可以实现对信号频谱的不同显示，
（4）在模拟显示中，可以进行“暂停显示”、“第一帧”、“上一帧”、“下一帧”、“最后一帧”显示，并可拉动滚动条进行定位显示。
（5）可以综合选择“光标显示”，“峰值跟踪”、“白背景”3个检查框，来实现光标处的振动值显示和更换图形的背景。
4数据格式转换
4.1数据格式转换总界面
为了分析其他数据采集器得到的数据，需要进行数据的格式转换。
，弹出如图11所示的对话框。
其中包括6种数据格式的转换。
图11数据格式转换
4.231所格式1
该格式首先需要利用软件PCscanIIIStreamer打开数据文件*.Bin。
然后利用该软件导出文本文件*.asc。
如图12所示，点击31所数据格式“格式1”按钮，打开如图13所示的对话框。
首先打开刚才导出的asc数据文件，然后选择导出数据文件存放的目录，事先需要确认该目录存在。
最后点击“开始转换”按钮，即可实现数据格式转换。
转换后的文件存放于所选择的目录下。
由于仅为2个通道，则2个通道的数据分别存放于\MOD1\CH1和MO1\CH2。
在数据模拟显示中，选择该目录即可实现该数据的回放显示和离线分析。
需要注意的是在，在回放中，所建立的工程中的通道设置要与原始数据的通道对应。
图12PCscanIIIStreamer软件界面
图13RFIDS软件数据转换界面1
4.331所格式2
点击31所数据格式“格式2”按钮，打开如图14所示的对话框。
该数据源来源于单列文本文件的单通道数据，需要事先输入采样频率，数据默认存放于D:
\Format2。
可以用鼠标选择需要导出的数据的时间段，同时需要事先指定该段数据的转速范围。
然后给定导出数据的文件名，点击“保存选择时间段的数据”按钮，实现数据导出，导出的数据存放于：
\MOD1\CH1目录下。
图14RFIDS软件数据转换界面2
4.431所BK数据格式
点击31所数据格式“BK数据格式”按钮，打开如图15所示的对话框。
该数据源来源于BK数据采集器采集得到的uff格式数据。
首先打开*.uff格式的数据文件；
导出的数据默认存储于D:
\BKFormat目录下；
然后点击“获取每通道数据”按钮，则将各通道数据读出，并进行显示。
同时得到数据的采样频率。
转换后的文件存放于所选择的目录下，由于仅为2个通道，则2个通道的数据分别存放于\MOD1\CH1和MO1\CH2目录下。
然后给定导出数据的文件名，点击“保存选择时间段的数据”按钮，实现数据导出。
图15RFIDS软件数据转换界面3
4.5606所数据格式1
点击606所数据格式“格式1”按钮，打开如图16所示的对话框。
该数据源来源于是车胎软件导出的二进制数据文件，需要事先选择数据存放的目录。
然后点击“转换AC信号”和“转换DC信号”按钮即可直接导出数据。
图16RFIDS软件数据转换界面4
4.6606所BK数据格式
点击606所数据格式“BK数据格式”按钮，打开如图15所示的对话框。
图16RFIDS软件数据转换界面4.1
1）打开“通道设置”，进入图17所示界面，在该界面中可以修改测点变量及其灵敏度，然后点击右侧的保存、关闭按钮。
一共设置了5种格式，用户可以自己定义变量名及其灵敏度，进行保存，然后可以选择一种格式设置为当前默认格式，以后每次进行后就自动按默认格式读取数据，除非再将其他格式设为默认。
图17RFIDS软件数据转换界面4.2
2）关闭通道设置界面后进入数据导入主界面，点击“打开”，选择待处理的原文件（*.uff），如图18所示。
然后点击“获取每通道数据”，耐心等待一段时间后，根据数据量大小，约几分钟左右，数据将转换完毕！
将在D:
\BKFormat文件夹下存储多个通道的数据文件，如图19所示。
需要注意的是，uff文件中的通道数与所设置的格式中的通道数要一致。
图18RFIDS软件数据转换界面4.3
图19RFIDS软件数据转换界面4.4
3）选择通道，即可实现数据显示，左侧将显示出相应的时间波形，如图20所示。
选择所关心的输出时间范围，如图21所示。
在输入所要保存的数据名称后，该数据名称默认为原始数据名称，点击“保存选择时间段的数据”，将首先在文件夹D：
\BKFormat\下，以输入的“数据名称”为名建立文件夹，可以看到，在文件夹D：
\BKFormat\下，有名为“2”的这个文件夹，如图22所示，其中包括3个模块，每个模块中有4个通道的信息，如图23所示。
图20RFIDS软件数据转换界面4.5
图21RFIDS软件数据转换界面4.6
图22RFIDS软件数据转换界面4.8
图23RFIDS软件数据转换界面4.9
4.7RFIDS数据格式
点击RFIDS数据格式“RFIDS数据格式”按钮，打开如图24所示的对话框。
该数据源来源于单列文本文件的单通道数据，为RFIDS软件通过实时连续采集得到的数据，第一行为采集时间间隔，因此不需要事先输入采样频率，数据默认存放于D:
\RFIDSData。
可以用鼠标选择需要导出的数据的时间段，然后给定导出数据的文件名，点击“保存选择时间段的数据”按钮，实现数据导出，导出的数据根据通道名称自动存放在对应的MOD模块和CH通道中。
需要指出的是，数据导出过程中，不需要事先指定该段数据的转速范围，但需要保证通道数据中必须有转速的脉冲信号，在输出的数据文件中，转速均为0，在数据回放中，再根据转速脉冲信号进行计算得到相应的转速。
图24RFIDS软件数据转换界面5
4信号分析与状态监控
4.1信号倍频分量实时监测
，如图11所示，利用频谱分析和频谱校正技术，可以从频谱中提取出所感兴趣的转频及转频的整数倍和分数倍频率成分，又利用振动加速度、速度和位移的相互转换技术，可以通过对一个振动参数的测量来获取其他两个参数。
其基本功能包括：
（1）显示当前监测设备、监测测点及当前转速；
（2）任意选取振动参数，包括加速度、速度和位移，当测点所测量的参数为加速度、速度和位移任一个时，其他两个可以通过转换技术来获取；
（3）倍频分量包括：
0.5倍、1.0倍、1.5倍、2.0倍、2.5倍、3.0倍、3.5倍、4.0倍、4.5倍、5.0倍及通频。
（4）可以分别显示所选取的倍频分量信号的时间波形和频谱图；
可以对振动加速度的峰值、速度峰值及位移峰峰值进行监控，并绘制监控趋势图，其中监控阈值需要在系统设置中预先设定。
图11倍频分量监控
4.2无量纲时域特征量监测
，对当前设备的当前测点信号，直接从时间序列中计算出无量纲时域特征量参数，以采样时间为横坐标，绘制各样本数据的趋势图，如图12所示，。
其中所监控的参数包括：
平均值、有效值、峰值、波形因数、冲击指数、波峰因数、歪度、峭度及裕度因子。
图12无量纲时域参数监控
4.3倒频谱分析与监控
，对当前设备的当前测点信号的进行倒频谱分析，如图13所示。
首先获取信号的功率谱密度函数，然后求其对数，在进行傅里叶反变换即可得到倒频谱，通过倒频谱分析可以得到信号的调制边频。
图13倒频谱分析与监控
图14多重自相关分析
4.4多重自相关分析
，对当前设备的当前测点信号的进行多重自相关分析，如图14所示。
首先获取信号的功率谱密度函数，然后求其傅里叶反变换即可得到自相关函数，多次重复该过程，则得到多重自相关分析结果，最后将信号中淹没在噪声中的微弱周期信号提取出来，作为转子故障信号特征提取的依据。
还可对数据进行滤波处理。
4.5时域同步平均分析与监控
，如图15所示，对当前设备的当前测点信号的进行时域同步平均分析，首先输入每段周期数，然后根据当前转速和采样频率，自动计算出每段的数据点数和一共参与平均的数据段数，最后显示出平均后得到的时域波形和对应的频谱。
通过时域同步平均，可以提取出转频及其倍频成分，而消除其他非感兴趣的频率分量，并以此作为转子、齿轮和滚动轴承故障信号特征提取的依据。
图15时域同步平均分析
4.6轴心轨迹分析与监控
，针对当前设备，当前转速，选取两路信号作为X向和Y向位移信号，如果是加速度信号，则自动转换为位移信号。
如图16所示，
运用频谱分析和频谱校正技术，提取X向和Y向位移信号的转频及其整数与分数倍频分量的幅值和相位，做出二维全系谱，以及各倍频分量的提纯轴心轨迹和合成轴心轨迹以及滤波轴心轨迹。
其中，倍频成分包括0.5倍、1.0倍、1.5倍、2.0倍、2.5倍、3.0倍、3.5倍、4.0倍、4.5倍、5.0倍。
二维全息谱包括1倍、2倍、3倍及4倍轴心轨迹。
在轴心轨迹图中，可以是上述倍频分量的任意组合形成的合成轴心轨迹，可以用所有倍频分量构成的轴心轨迹，也可以用原始信号形成轴心轨迹，还可对转频以下的频率成分进行轴心轨迹绘制，得到滤波轴心轨迹。
轴心轨迹还可设定自动刻度和固定刻度。
可以随时开始和停止轴心轨迹的绘制。
图16轴心轨迹动态监控
5转速跟踪
5.1BODE图
，运用频谱分析和频谱校正技术提取出转频分量的幅值和相位，BODE图有两种显示模式，第一种显示模式是同时显示出各倍频分量的幅值和相位，如图17所示，针对当前设备、当前测点的信号，绘制出1倍频的幅值和相位，从图中可以看出转子系统的临界转速。
第二种显示模式如图18所示，仅仅显示各阶倍频分量的幅值，同时绘制在一幅图中，从中可以发现各阶振动幅值随转速的变化趋势。
图17BODE图（显示模式1）
图18BODE图（显示模式2）
5.2三维瀑布图
，如图19所示，针对当前设备、当前测点的信号，绘制出3D瀑布图，从图中可以看出转子系统的临界转速。
图形的显示范围可以动态调节，可以随时进行开始和结束，纵坐标可以选择时间/s、转速1/rpm、转速2/rpm，可以输入显示的数据点间隔来控制三维瀑布图的显示疏密、横坐标可以选择为频率、转速1倍频即转速2倍频。
纵坐标显示范围可以通过滑块调整、横坐标范围也可通过滑块调整。
图193D瀑布图
6基于专家系统的故障智能诊断
7机器学习
7.1专家系统知识维护
7.5旋转机械故障诊断经验知识
如图29所示，列出了通用旋转机械和航空发动机转子、齿轮和滚动轴承的常见故障征兆，这些故障征兆是从故障诊断经验中提炼出来的，可以作为故障诊断时的借鉴。
图29故障诊断知识
8样本维护
如图30所示，该模块的主要功能是删除数据库中的样本文件。
图30样本维护
9系统设置
9.1设备型号设置
如图31所示，对设备型号进行设置，包括设备名称、简单描述以及制造商等，可以进行添加、修改和删除等操作。
可以选择作为默认监测设备。
图31设备型号设置
9.2设备基本信息注册
如图32所示，对设备基本信息进行设置，包括设备编号、使用部门、安装日期、安装单位以及故障和维修记录等，可以进行添加、修改和删除等操作。
图32设备基本信息注册
9.3滚动轴承设置
如图33所示，对滚动轴承型号进行设置，包括轴承名称、滚珠数、滚珠直径、节径以及接触角等，可以进行添加、删除等操作。
图33滚动轴承设置
9.4采集设备注册
如图34所示，对数据采集设备进行设置，包括采集设备名称、型号以及制造商等，可以进行添加、删除等操作。
图34采集设备注册
9.5采集人员注册
如图35所示，对数据采集人员进行设置，包括采集人员名称、性别以及单位等，可以进行添加、删除等操作。
图35采集人员注册
9.6采集部位注册
如图36所示，对数据采集设备的不同采集部位进行设置，包括部位编号、部位名称、以及滚动轴承型号等，可以进行添加、删除等操作。
图36采集部位注册
9.7传感器注册
如图37所示，对传感器进行设置，包括传感器型号、测量参数、灵敏度、量程、频响范围、厂商等等，可以进行保存和删除等操作。
图37传感器注册
9.8振动监测阈值设置
如图38所示，对选定设备、选定采样部位以及选定振动参数类型的情况下，设置振动监测阈值，可以进行保存和删除等操作。
图38振动监测阈值
9.9设备故障设置
如图39所示，对选定设备设置转子、齿轮及轴承故障类型，可以进行添加、修改和删除等操作。
图39故障设置
9.10波形显示范围设置
如图40所示，对选定设备，设置位移、速度、加速度的时间波形和频谱的显示范围，在数据动态采集和监测中调节波形的显示效果。
图40波形显示范围设置
9.11超级用户密码设置
如图41所示，对超级用户密码进行设置和更新。
图41超级用户密码设置
9.12关于软件
如图42所示，对软件开发信息进行了描述。
图42关于软件
升级会员 