设备故障诊断及远程维护技术

　　《设备故障诊断及远程维护技术》是关于大型设备状态监测、故障诊断和远程维护的著作。书中围绕基于状态维护（Condition-Based Maintenance，CBM）的先进技术和方法，全面介绍了大型复杂设备状态监测、故障诊断、运行寿命预测和远程维护等方面所使用的完整理论和技术，同时给出了开发大型设备监测诊断与维护系统的实用技术。本书描述的是对某个大型设备进行故障诊断和维护的完整系统的设计和开发实现过程。为了理论联系实际进行说明，书中以地铁隧道掘进大型设备盾构机为例，参考OSA-CBM、ISO 13374等国际标准，描述了系统软硬件设计和开发的全过程。书中所述内容适用于所有类型设备，并不限于地铁或盾构机。与国内外已出版的同类书籍相比，本书不仅介绍和研究设备状态监测、故障诊断及远程维护等技术的理论方法，还将理论与实际相结合，系统地阐述了其在工程化应用方面的实现过程。本书可供设备监测诊断与维护方面的工程技术人员和科研设计人员阅读，也可作为高等院校相关专业本科生和研究生的教材。

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前言
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 大型设备状态监测与故障诊断研究现状
1.3 大型设备远程维护研究现状
1.4 盾构机故障诊断研究现状
第2章 监测诊断系统组成与功能介绍
2.1 概述
2.2 大型复杂机电设备的基本组成结构与特点
2.3 监测诊断系统的功能需求
2.4 监测诊断系统组成
2.4.1 下位机系统
2.4.2 上位机系统
2.4.3 通信网络
2.5 监测诊断系统主要功能介绍
2.5.1 数据采集与传输
2.5.2 数据存储与分析
2.5.3 智能诊断与远程维护
2.6 CBM介绍
2.6.1 CBM概念
2.6.2 CBM相关技术标准及OSA-CBM
2.6.3 CBM系统体系结构
2.6.4 CBM系统开发框架
第3章 监测设备工作机理剖析
3.1 概述
3.2 土压平衡式盾构机及工作原理简介
3.3 盾构机基本构造及主要子系统结构和功能介绍
3.3.1 盾构主体
3.3.2 刀盘系统
3.3.3 排土装置
3.3.4 铰接装置
3.3.5 管片拼装系统
3.3.6 后配套设备
3.3.7 电气与控制系统
3.3.8 辅助设备
3.4 盾构机掘进工作流程
第4章 监测诊断系统体系结构设计与研究
4.1 概述
4.2 监测对象选择与确定
4.3 系统体系结构设计
4.3.1 机载监控系统
4.3.2 远程监控中心
4.4 系统逻辑结构
第5章 硬件系统环境与数据采集
5.1 概述
5.2 数据采集系统的分类
5.2.1 一般数据采集系统（DAS）
5.2.2 直接数字控制型数据采集系统（DDC）
5.2.3 集散型数据采集系统（DCS）
5.3 其他数据采集技术
5.4 小结
第6章 系统软件开发工具与环境
6.1 概述
6.2 软件开发工具与环境简介
6.3 监测诊断系统开发工具选择
6.4 软件开发框架
6.4.1 XAF简介
6.4.2 XAF框架
6.4.3 XAF功能描述
6.4.4 创建和运行一个新的解决方案
6.5 对象关系映射工具
6.5.1 XPO简介
6.5.2 XPO主要特性
6.5.3 XPO简单示例
第7章 系统数据库设计
7.1 概述
7.2 数据库设计简介
7.2.1 数据库设计方法简述
7.2.2 数据库设计步骤
7.2.3 数据库管理系统介绍
7.3 需求分析
7.3.1 需求分析内容
7.3.2 需求分析方法
7.4 数据库概念模型设计
7.4.1 数据库概念设计方法
7.4.2 数据库概念设计实现
7.5 数据库逻辑模型设计
7.5.1 概念模型到逻辑模型的转换方法
7.5.2 规范化处理
7.6 数据库物理设计
7.6.1 设计准备
7.6.2 物理结构确定
7.6.3 物理结构评价
7.7 数据库的实现
7.7.1 命名规范
7.7.2 数据表的详细设计
7.7.3 数据表关系
7.7.4 组织数据入库
7.7.5 数据库的访问
7.7.6 数据库的运行和维护
7.8 实例
7.9 小结
第8章 数据采集
8.1 概述
8.2 SCADA系统简介
8.3 数据采集硬件环境
8.3.1 传感器介绍
8.3.2 PLC介绍
8.4 数据采集设计
8.4.1 UDP通信
8.4.2 数据采集结构
8.5 数据采集实现
8.5.1 模拟发送
8.5.2 数据接收
8.5.3 数据解析处理
8.5.4 数据存储
8.5.5 UI设计
8.6 小结
第9章 状态监测
9.1 概述
9.2 盾构机状态监测
9.3 盾构机状态监测对象选择与重要性划分
9.3.1 盾构机状态监测对象选择
9.3.2 零部件的关键性等级划分
9.4 盾构机状态监测方法
9.4.1 设备状态监测一般标准
9.4.2 幅值分析法
9.4.3 上下限分析法
9.5 状态监测实现
9.5.1 监测对象的组织分类
9.5.2 状态监测的方法
9.5.3 UI设计
9.6 小结
第10章 健康评估
10.1 概述
10.2 机械故障诊断技术与方法
10.2.1 传统机械故障诊断技术
10.2.2 基于知识的智能机械故障诊断技术
10.3 基于专家系统的盾构机故障诊断
10.3.1 盾构机故障诊断方法的确定
10.3.2 专家系统的研究概况与典型结构
10.4 盾构机故障诊断专家系统结构设计开发
10.5 知识库中知识的获取和表示方法
10.5.1 知识的获取
10.5.2 故障树知识表达形式
10.5.3 故障树分析法
10.5.4 故障树的建立
10.6 实时快速的故障诊断
10.7 基于贝叶斯方法的概率诊断
10.8 时域统计分析
10.8.1 有量纲参数指标
10.8.2 无量纲参数指标
10.8.3 概率密度函数
10.9 健康评估实现
10.9.1 知识库的建立
10.9.2 故障诊断的流程
10.9.3 故障树分析法
10.9.4 快速故障诊断
10.9.5 贝叶斯故障诊断
10.9.6 综合诊断
10.9.7 UI设计
10.10 小结
第11章 预测评估
11.1 概述
11.2 故障预测方法介绍
11.2.1 定性分析方法
11.2.2 定量分析方法
11.2.3 组合预测
11.3 盾构机故障预测方法选择
11.3.1 线性回归
11.3.2 三次指数平滑预测
11.3.3 灰色预测
11.3.4 组合方法预测
11.4 预测评估实现
11.4.1 线性回归预测法
11.4.2 灰色模型预测
11.4.3 UI设计
11.5 小结
第12章 建议生成
12.1 概述
12.2 盾构故障解决方案整理
12.3 工作流程的确定
12.4 建议报表格式设计
12.5 建议生成实现
12.5.1 生成建议报表
12.5.2 UI设计
12.6 小结
第13章 远程维护技术
13.1 概述
13.2 远程维护技术简介
13.3 远程维护的通信方式选择
13.3.1 有线通信方式
13.3.2 无线通信方式
13.3.3 远程通信方式的选择
13.4 远程维护的体系结构选择
13.4.1 C/S体系结构
13.4.2 B/S体系结构
13.4.3 三层C/S体系结构
13.4.4 系统体系结构的比较与区别
13.4.5 本系统采用的体系结构
13.5 远程数据访问技术选择
13.5.1 Web Service
13.5.2 Windows Communication Foundation
13.5.3 基于TCP/IP的远程通信
13.6 远程维护总体结构设计
13.7 远程通信技术与实现
13.7.1 Socket套接字简介
13.7.2 远程通信的实现
13.7.3 远程维护系统UI设计
13.8 小结
第14章 硬件需求和安装
14.1 概述
14.2 硬件需求
14.3 硬件功能说明
14.4 硬件安装位置
14.5 小结
第15章 总结与展望
15.1 总结
15.2 展望
附录
附录A 盾构机零部件关键性等级划分
附录B 盾构机部分零部件性能指标
参考文献