随着装备制造业的快速发展,企业生产规模日益扩大,关键设备的投资不断增加,如何提高设备利用率和生产效率、降低设备能耗,从而增加设备投资经费回报率成为各大企业管理者近年来关注的热点。本论文根据企业的实际需求,以装备制造业关键设备为研究主体,以提供设备效能计算数据为目的,重点对设备效能无线监测系统中间设备——前置机进行设计。本文主要完成了以下几方面工作:1.搭建监测系统整体架构。通过对装备制造关键设备生产工艺流程、无线通信技术以及典型网络拓扑结构的分析,选取能够体现设备效能的电压、电流以及按键状态为监测参数,明确了前置机功能需求,确定了监测网络内采用无线通信与以太网传输相结合的方式实现数据信息的传输。2.提出前置机硬件设计方案。重点设计了主控制器单元、电参量信息采集单元、设备故障报修单元以及数据信息通信单元,实现监测参数的采集、处理以及传输,从而为设备效能的计算和检修策略的制定提供数据依据。除此之外,还设计了显示单元、存储单元以及接口调试单元,并完成了各个单元电路原理图和PCB板图的绘制。3.设计监测网络通信协议。结合厂区车间分布特点,从网络扩展性和稳定性两方面综合考虑,小规模车间采用星型网络拓扑结构,大规模车间采用簇状网络拓扑结构。针对无线信道存在数据冲突的问题,展开介质访问控制机制的研究,确定了无线节点间数据传输方式、监测网络组建过程以及数据传输帧格式。4.完成前置机软件设计与系统测试。介绍系统软件开发环境,并重点设计电参量采集程序、设备故障报修程序和数据通信程序。分别进行硬件调试和软件调试,进行数据采集与传输功能测试以及系统整体测试,证明前置机功能稳定、可靠,满足设计需求。设备效能监测系统的设计不仅能提高设备生产效率和利用率,进行设备能耗的计算,判断设备是否故障,统计设备投资回报率等,还能实现设备的信息化、智能化管理,进而优化装备制造流程,提高企业经济效益。