基于无线传输技术的设备状态监测系统研究

0 引 言
在现代工业生产中，许多行业的生产作业都是在恶劣的环境中进行，像电力行业的发电厂、变电站，石油行业的油井油田、石油管道，还有煤炭行业等等。在这些恶劣环境中生产作业的大型设备不适合人靠近，而工业生产需要实时掌控各生产环节设备运行状态的变化，以便及时采取应对措施，为了安全的观测这些大型设备的运行状态，本系统通过虚拟仪器这个平台来远程观测它们的运行情况。通过无线远程监控，技术人员无须亲临现场或恶劣的环境就可以监视并控制生产系统和现场设备的运行状态及各种参数，使受过专业训练的人员“虚拟”地出现在许多监控地点，方便地利用本地丰富的软硬件资源对远程对象进行高级过程控制，以维护设备的正常运营，从而减少值守工作人员，最终实现远端的无人或少人值守，达到减员增效的目的。在我国，大部分工业生产单位对设备运行状态的监控都使用有线的方式传送数据，这种方式不仅落后，成本高，不易维护，而且数据传输过程中的干扰大。本系统用PTR2000无线传输数据的方式对设备的状态进行监控，减少了数据传输中的干扰，从而提高了传输的可靠性。而且在软件上采用Lab-Windows／CVI强大的数据分析和处理功能，不仅实现了对采集来的设备运行状态的数据的实时接收，实现了各种数据中特征值的快速处理。该系统使用灵活，成本也不高，可广泛应用于工业测控领域。

1 系统组成
对于设备状态监测系统系统的组成，主要包括两个方面：1)下位机(即数据采集端)，以单片机为控制核心，包括传感器，信号调理电路，数据发射模块；2)上位机(即数据处理端)，以工控机为控制核心，包括数据接收模块，电平转化模块。如图1所示。

首先，由传感变送器将工业现场需要检测的设备运行状态的信息转化为电量，传感器输出的电信号经过信号调理电路的调理输入单片机，由单片机的转换功能将模拟信号转化为数字信号。数字信号经PTR2000无线传输给上位机部分的PTR2000，而后经过MAX232把TTL电平转化为RS-232电平，再把RS-232电平送人工控机，最后由工控机作数据的处理。
1．1 大型输煤进口减速器
本系统应用于福克A-Plus系列平行轴齿轮减速器，它的传动比是1．8：1至437：1，扭矩范围是2937Nm至621448Nm。额定功率达14168kW。它坚固，耐用，体积小，效率高，具有极其广泛的工业用途，其特点包括：齿轮经过渗碳和磨齿修形，传动采用高强度的斜齿齿轮，因而抗冲击能力强。减速器箱体由钢板焊接而成，轴承寿命长，可靠的润滑方法，以及Magnum无漏防尘的密封方式。
1．2 传感器
温度传感器采用高精度PT100铂热电阻，具有精度高反应灵敏等特点，适用于对机器设备及其他工业现场的测温需要。温度变送器选用XMTD-D81新型全智能化数字显示调节仪，该仪表技术先进，性能稳定，采用键盘数字设定方式进行功能设定，主要包括多路报警器和报警的设置以及密码设置等操作。该仪表能够将PT100采集的温度信息转换成0～20Ma模拟量信号，同时还能在温度超过设定温度时发出开关量的报警信息。