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一、本课题的研究背景、意义，在国内外的研究现状和发展趋势，尚待研究的问题
电机作为一种驱动设备，与内燃机和蒸汽机相比，运行效率要高的多，并且电能比其它能源传输更方便、费用更廉价，此外电能还具有清洁无污、容易控制等特点，所以在实际生活中和工程实践中，电机广泛应用于各个领域。而在电机的使用和检测过程中, 转速的测量和控制是不可缺少的一个环节。但由于时间和空间的限制以及一些恶劣环境因素的影响, 仅靠一些专业人员亲临现场进行速度检测或调节是不可能的，而且基于传统开发平台的电机转速测控系统往往面临开发周期长、成本高、兼容性和扩展性不足的问题，阻碍了电机转速测试系统的广泛应用。因此，随着微型计算机技术的发展，电机性能测试逐渐由传统的手动操作转向现代的智能控制，并向着网络化、远程化的方向发展。虚拟仪器技术是模拟仪器、数字化仪器后的新一代仪器技术,将虚拟仪器技术引入到远程电机转速测控系统中来使得系统直观、易用、投资成本低,这将是未来远程测控系统开发的一个重要发展方向。
现阶段电机组状态监测大多数仍然采用以硬件为主体的传统测量仪器系统，它是由厂家事先定义好并且固定不可变更的传统仪器来完成的。由于传统仪器功能固定,与其他设备连接受限制，可扩展性差，而且其价格高，所以技术更新慢,开发和维护费用高。目前我国水电站的设备检修基本上实行的是预防性检修，即计划检修，这种方式固然能够发现一些问题，防止事故的发生，但由于定期维修的合适期限很难确定，有些没有异常的机组如果按照大修周期停机检修，不仅可能造成人力物力上的浪费，而且很难及时发现机组潜在的缺陷和故障。一旦发生事故，轻则影响机组的正常运行，重则造成电机组损坏，甚至影响电网的安全和稳定。
电机设备庞大、结构复杂、故障的诱因繁多，虽有一些故障不一定以振动形式表现出来，但统计资源表明，电机约有80%的故障或事故在振动信号中有所反映，例如电机下机架的振动参数表示在转动部门的平衡情况，其振动的极频分量说明发电机电磁振动情况等。因此，振动监测是目前应用最为普通和有效的方法。通过对这些振动信号的分析，充分发掘其中所包含的故障信息，对电机的安全生活、决策具有重要的实际意义。目前，电机状态监测检修系统普遍采用神经网络、专家系统等诊断方法，取得了一些效果。但这些方法也存在不少缺点，集中表现在需要大量的样本或者现成的规则。从80年代开始，微机型故障录波在国内开始出现。它具有记忆能力强、存储容量大等特点，能够实现故障记时、故障类型判别、数据远传和后台分析等功能。录波仪的出现使振动信号的采集、分析、传送更加方便。以LabVIEW为平台的虚拟仪器录波仪，就能很好的对电机的运行状态进行监测。
实验室虚拟仪器集成环境LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一个功能强大而又灵活的仪器和分析软件应用开发工具。它是一种图形化编程语言(又称为G语言) ，具有丰富的扩展函数库。虚拟仪器的实质就是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果。LabVIEW使用了可视化技术建立人机界面,提供了许多仪器面板中的控制对象。目前,LabVIEW已成为数据采集、监测、数据分析等方面的领先开发平台。LabVIEW这种G语言编程和虚拟技术已经成为工业界和学术界关注的热点之一，已经在航天、通信、汽车、半导体、生物医学等世界范围的众多领域得到广泛应用。
使用虚拟仪器开发平台LabVIEW开发的电机状态监测系统具有开发周期短、操作方便、性价比高、可扩展性强、工作稳定性好等优点。LabVIEW可以使该系统数据采集与处理、分析与储存集于一体，能迅速有效地把电机的各种状态信息整理成资料和图形,为状态监测提供决策支持。它通过软件来构造与真实物理面板类似的虚拟面板，通过功能强大的软件来完成信号的采集、分析处理和结果显示。用计算机软件代替传统仪器的某些硬件功能，用户可以根据自己的需要来定义仪器的功能，技术更新和功能扩展只需进行相关软件的设计更新，故基于软件的体系结构大大节省了开发和维护费用。同时可以将电机的运行状态信息发布到网络中，实现电机在线状态监测和故障诊断，为电机的状态检修提供了可靠的技术保证，以确保电机的安全稳定和经济运行。
为此本课题针对电机运行状态监测装置的工作特点，设计基于LabVIEW的电机运行装置监测上位机系统，该系统能够实现与电机运行状态监测装置的良好通信，且具备以下功能：带CRC检验的串口通信功能；接收下位机发送的各个数据帧并进行分类、存储，包括电机转速、三相电压、电流的功率、频率、功率因数、有效值及电机温度湿度等；对接收的到的各类数据进行处理，转化为实际值并进行显示；历史数据调阅功能。 | 
