風機狀態(tài)測試系統(tǒng)的總體設計畢業(yè)論文.doc

風機狀態(tài)測試系統(tǒng)的總體設計1摘要風機狀態(tài)測控系統(tǒng)是在風機運轉(zhuǎn)的過程中，實現(xiàn)風機性能基本參數(shù)的采集、分析、計算風機性能參數(shù)并繪制性能曲線(流量全壓曲線、流量功率曲線、流量效率曲線)并通過采集與處理的信號信息對風機的轉(zhuǎn)速的變頻調(diào)速控制的過程。風機性能試驗對于成品的檢驗和新產(chǎn)品的設計開發(fā)都至關重要，特別是對于大型、特型風機以及單件、小批量而且氣流特性有特殊要求的情況，性能試驗尤為重要。目前，我國風機性能檢測大多以手工為主，存在試驗手段落后，勞動量大和測試結果不準確等缺點。采用先進的虛擬儀器技術，將傳感技術、儀器技術和測試技術結合起來，進行風機性能參數(shù)的自動檢測，試驗數(shù)據(jù)的自動處理和性能曲線的自動繪制是本文研究的重點。本文采用虛擬儀器技術，進行了風機性能試驗自動測試系統(tǒng)的硬件及軟件設計。硬件上在風機機械結構基礎上采用壓差傳感器、壓力傳感器和扭矩傳感器檢測各試驗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了試驗數(shù)據(jù)的自動采集；利用變頻調(diào)速技術控制變頻調(diào)速器輸出信號的頻率，實現(xiàn)了風機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)節(jié)。軟件上在Labview虛擬儀器開發(fā)平臺上，采用模塊化設計方法，實現(xiàn)了采集信號的實時顯示、控制信號的準確輸出、試驗數(shù)據(jù)的正確處理及應用最小二乘法對性能參數(shù)進行擬合從而實現(xiàn)了性能曲線的自動繪制。整個系統(tǒng)具有界面友好、操作方便、功能齊全等優(yōu)點，試驗結果表明研制基于虛擬儀器的風機性能自動測試系統(tǒng)，增加了試驗過程的穩(wěn)定性，避免了人為的讀數(shù)誤差、計算誤差以及相關數(shù)據(jù)不能同時記錄所引起的試驗結果的偏差.提高了測試精度和試驗效率?？蓮V泛應用于科研院所和風機生產(chǎn)廠家，具有較高的推廣與應用價值。關鍵詞：風機性能；風機測試；風機控制；虛擬儀器；數(shù)據(jù)采集；Labview。風機狀態(tài)測試系統(tǒng)的總體設計2AbstractFanPerformancemeasurementandcontrolsystemisfunctioninginBlowerintheprocessofachievingfanofthebasicparametersofthecollection,analysis,calculatedperformanceparametersandthemappingoffanperformancecurve(flow-allofpressure,flow-powercurve,traffic-theefficiencycurve)AndthroughacquisitionandprocessingofsignalstothespeedofthefanVVVFcontroloftheprocess.Fanperformancetestforthefinishedproducttestingandnewproductdesignanddevelopmentarecrucial,especiallyforlarge,special-fanandasingle,smallvolumeandflowcharacteristicsofthespecialrequirementsofthesituation,theperformancetestisparticularlyimportant.Atpresent,ChinasFanPerformancetestingmostlymanual-based,testmeanstherebehind,andthelaborofinaccuratetestresultsandothershortcomings.Usingadvancedvirtualinstrumenttechnology,sensortechnology,instrumentationandtesttechnologies,afanperformanceparametersofautomaticdetection,automaticprocessingoftestdataandperformanceoftheautomaticdrawingisthefocusofthispaper.Inthispaper,virtualinstrumentation,afanofautomatictestsystemteststhehardwareandsoftwaredesign.Hardwareontheuseofpressuresensors,pressuresensorsandtorquesensorsdetectthetestdata,andthetestdatacollectedautomaticallytheuseofFrequencyControlTechnologyControlVVVFoutputsignalsinthefrequency,thefanspeedtoachievetheautomaticadjustment.InLabviewsoftwaredevelopmentplatformvirtualinstrument,themodulardesign,andtheacquisitionofreal-timesignalthattheexactoutputcontrolsignals,thetestdataprocessingandapplicationofthecorrectmethodofleastsquaresfittingparameterstoachievetheperformanceCurveofautomaticdrawing.Theentiresystemisuser-friendly,easytooperate,fullyfunctionaladvantages,testresultsshowedthatthedevelopmentofvirtualmachinesbasedonthefanperformanceautomatedtestsystems,toincreasethestabilityofthetrialprocess,toavoidtheartificialreadingerror,errorandrelateddatacannotbeRecordsofthetestresultscausedbythedeviation.Improvetheaccuracyofthetestandtestefficiency.Canbewidelyusedinscientificresearchinstitutes,andfanmanufacturers,andthepromotionofhighvalue.Keywords:Fanperformance；Fantesting；fancontrol；virtualinstruments；datacollection；Labview.風機狀態(tài)測試系統(tǒng)的總體設計3目錄摘要（中文）-（英文）-第一章概述-11.1風機簡述-11.2風機測試系統(tǒng)的發(fā)展-11.3基于虛擬儀器的風機測試系統(tǒng)-1第二章系統(tǒng)總體方案的設計-32.1風機性能測試方法-32.2虛擬儀器技術及其應用-52.3風機測試系統(tǒng)的總體方案-5第三章風機硬件系統(tǒng)的設計-73.1風機機械硬件總體設計-73.2機械結構設計計算-73.3風機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置的設計-183.4風機測試傳感器的設計選用-203.5風機測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集卡-23第四章系統(tǒng)軟件的設計-254.1虛擬儀器的硬件系統(tǒng)-254.2虛擬儀器的軟件系統(tǒng)-264.3Labview簡介-264.4測試系統(tǒng)主界面的設計-27第五章結束語-29參考文獻-30風機狀態(tài)測試系統(tǒng)的總體設計4第一章概述隨著機械技術、微電子技術和信息技術的飛速發(fā)展，機械技術、微電子技術和信息技術的相互滲透也越來越快。要實現(xiàn)系統(tǒng)或產(chǎn)品的短、小、輕、薄和智能化，達到節(jié)省能源、節(jié)省材料、實現(xiàn)多功能、高性能和高可靠性的目的，機械與電子結合就成為了現(xiàn)代科技發(fā)展的趨勢。對于風機的自動測控系統(tǒng)就是一個機械電子結合的范例。1.1風機簡述風機是把原動機的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w能量的一種機械,它是用來提高氣體壓力,并輸送氣體的機械,是透平機械中的一種1。風機按工作壓力提高的程度來分,可以分為四種：1）風扇(250kPa或壓比3.5)壓縮機的壓比又稱壓縮比，是壓縮機出口與進口處氣體壓力之比。風機使用面廣，種類繁多，在工業(yè)生產(chǎn)中利用風機產(chǎn)生的氣流做介質(zhì)進行工作，可實現(xiàn)清選、分離、加熱烘干、物料輸送、通風換氣、除塵降溫等多種工作2。1.2風機測試系統(tǒng)的發(fā)展由于風機理論至今仍欠完善，所以風機性能參數(shù)的獲取主要依賴于性能試驗。風機性能試驗是在風機轉(zhuǎn)速不變的情況下，改變風機的流量，檢測風機各性能參數(shù)，并繪制性能曲線的過程。目前，風機用戶為了提高經(jīng)濟效益，在選擇風饑時對它的各項性能指標提出了更為嚴格的要求如壓力，流量，轉(zhuǎn)速，功率噪聲，可靠性等3。同時，風機生產(chǎn)廠家為了提高產(chǎn)品的競爭能力，在努力改進氣動設計，提高機械加工的同時，也對風機性能試驗的研究和開發(fā)給予了高度的重視。并且在電氣拖動設備的運行過程中,經(jīng)常遇到這樣的問題,即拖動設備的負荷變化較大,而動力源電機的轉(zhuǎn)速卻不變,也就是說輸出功率的變化不能隨負荷的變化而變化。在實際中這種“大馬拉小車”的現(xiàn)象較為普遍,浪費能源。在許多生產(chǎn)過程中采用變頻調(diào)速實現(xiàn)電動機的變速運行,不僅可以滿足生產(chǎn)的需要,而且還能降低電能消耗,延長設備的使用壽命。鼓風機系統(tǒng)采用變頻調(diào)速,并應用PLC或者單片機構成風壓閉環(huán)自動控系統(tǒng),實現(xiàn)了電機負荷的變化變速運行自動調(diào)節(jié)風量,即滿足了生產(chǎn)需要,又達到了節(jié)能降耗的目的1。由此可見，風機性能測控系統(tǒng)對于成品的檢驗和新產(chǎn)品的設計開發(fā)都至關重要，特別是對于大型、特型風機以及單件、小批量而且氣流特性有特殊要求的情況，性能試驗尤為重要。虛擬儀器(VI)技術是目前測控領域中最為流行的技術之一，它利