可以用较少的资金实现系统开发和维护，用比过去更少的时间开发出功能更强、质量更可靠的产品和系统23. 2水泵机组监测通信系统实现关键技术2.1系统构成本系统主要针对大功率水泵机组的监测与分析，根据现场机组多，型号不一致，开机时间不统一等生产特点，设计开发了这套机组状态在线监控诊断与远程通信系统。在线监控系统由三大部分组成：各种参量信号采集部分，信号处理分析部分，工作状态、数据联检处理及报警跳闸部分。在远程计算机上，安装数据接收与分析处理软件，利用C/S模式和B/S模式实现数据的传递，为将来对机组的进一步预测分析，实现专家会诊积累数据。针对每台机组，需要检测的常规参数主要有双端振动量和单端机电量信号，如所示。

　　远采控祈程集机+J计卡+J断+J机―系统原理。2振动信号处理虚拟仪器环境下振动信号的滤波采用小波智能分析方法进行处理，此方法是目前诊断领域的新方向。整个分析过程采用了离散小波变换（DWT）双通道滤波、可选窗函数、信号时域、频谱等方法，并计算振动烈度滑动平均值，如所示。利用到现场运行状态表明，小波变换信号处理方法的引入，带来了更准确、更全面的信号分析结果。

　　信号处理方法利用离散小波变换对振动信号进行处理，是典型的双通道完全重构滤波器组。信号X（z）在分析部分经两个通道中的滤波器和GQ（z）滤波后又被“隔1抽1”地抽取，分别得到尺度和分辨率都为1/2的逼近信号（低通信号）和细节信号（高通信号）。在合成部分，低通逼近信号和高通细节信号分别经过两通道中的内插运算将尺度加倍到1（分辨率仍保持为1/2），后相加即得到原始信号；T（z），如所示。

　　双通道滤波对振动信号的频谱处理采用LabVIEW小波分析包来处理，能充分反映出振动信号在时间、频率、幅值三者之间的关系。

　　23远程通信技术实现随着Internet技术的发展，虚拟仪器的发展也必须朝着网络化方向发展。今后的仪器测试工作经常需要在网络中进行，因此网络虚拟仪器将有无限的发展前景。DataSocket技术是NI公司的网络实时通信技术，它摒除了复杂的TCP/IP编程，并且真正做到数据实时传输，为远程测控提供了先进的科学研究手段。组建一个智能测控网络通常有两种模式：C/S模式（客户/服务器模式）和B/S模式（浏览器/服务器模式）4.C/S模式数据传输实时性好，数据在远端能够进行处理和存储，灵活性大。B/S模式由于数据库技术，数据存储量大，易查询。远程故障诊断中，振动信号变化快，数据要求在远端进行分析，易采用C/S模式；对于压力、温度等缓变不需远程处理的信号，易采用B/S模式。本研究开发的系统将二者有机地结合为一体，充分发挥各自的优势进行远程监控。

　　NI公司推出的DataSocket技术，是一种面向测量和自动化工程的网上实时高速数据交换编程新技术。它克服了传输速率慢的缺点，大大简化了Internet网上测控数据交换的编程。DataSocket包括DataSocketServerManager、DataSocketServer函数库这几个工程软件。DataSocketServerManager是一个独立运行的程序，主要功能是设置DataSocketServer可连接客户程序的大数目和可创建数据项的大数目，创建用户组和用户，设置用户创建数据项和读写数据项的权限，有利于组成智能测控网。DataSocketServer也是一个独立运行的小程序，负责监管DataSocketManager中所设定的各种权限和客户程序之间的数据交换。

　　设置为everyhost，即网胳中的每一台计算机都可读取服务器上的数据。运行测量端的DataSocketServer，然后根据需要将测量的数据写入DataSocket服务器的某一个或多个数据项，而客户端可通过网络读取所需的数据项就可以得到实时的测量数据。

　　24信号方式（semaphore）实现并行执行资源分配在并行执行时，用户会碰到一个共享资源同时有几个VI调用的情况，在本系统中，在线监测系统定时采集数据，而远程分析处理系统也需要定时对数据进行计算与存储。这样，如果该资源以异步方式或者以一个不合适的顺序被几个VIs访问，就可能使得系统遭到损坏。这种问题称为竟态现象。

　　要想实现大量数据的远程传递，比较可靠方便的方法就是采用全局变量，而全局变量也带来了麻烦的共享资源，当我们需要维护全局变量数据库时，可能有很多VI需要访问该数据库，危险的时刻就是存在于“读、更新、写”循环周期中。这些问题在内建的LabVIEW全局变量中没有任何保护措施。本系统中利用信号方式来保护数据全局变量访问权限的程序。它遵循了标准事件序列：创建信号，等待信号可以使用，运行临界区，然后释放信号。消除信号告诉其他用户应该停止使用了。

　　因为信号方式提供了一种保护代码临界区的方法，代码临界区不允许来自并行调用VI的同时访问。

　　这样，就很好的解决了从现场监测系统中读取各台机组检测数据与现场对数据更新之间的矛盾。

　　系统实现的主要成果针对工业现场机组故障诊断的具体要求，对符合实验室内信号监测分析的LabVIEW系统进行扩展，建立了数据采集、数据库存储、信号分析、故障诊断等监测系统，有效提高了系统可靠性与测量准确度；在虚拟环境下，成功实现了网络通讯下远程通信的要求，达到了在线远程监测要求；由于现场采样数据量大，为避免竟态现象的出现，提出了信号方式（semaphore）实现并行执行资源分配的方法，较理想的建立了诊断数据库；引入了时频分析的智能化信号处理方法，达到了理论运用于实践的预期效果；实现现场监测数据的报表生成及打印，可根据现场要求打印生产报表与故障报表，为生产部门提供现代化科学管理手段。

　　结论通过以上介绍，能了解到采用虚拟仪器技术实现机器监测与故障分析的实现方法，小波分析方法的引入，能进一步提高故障诊断的准确性，尤其针对工业现场在线监测的要求，准确的诊断方法更显得重要。LabVIEW作为一个图形化编程软件，是开发虚拟测试系统的一种功能强大，方便快捷的编程工具，在用于开发大型机组监测系统中，尤其要注意合理分配系统资源与避免竟态现象产生。随着计算机技术的发展，网络化的状态监测与故障诊断已经取得一定成果，远程联网监测分析技术越来越得到重视。根据国内外在这方面的研究，此系统还有待进一步的完善和加强，一些新的智能网络分析方法的出现将进一步增强监测诊断效果和速度。