風(fēng)機(jī)狀態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

風(fēng)機(jī)狀態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)1摘要風(fēng)機(jī)狀態(tài)測(cè)控系統(tǒng)是在風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)性能基本參數(shù)的采集、分析、計(jì)算風(fēng)機(jī)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(hào)信息對(duì)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的變頻調(diào)速控制的過程。風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)對(duì)于成品的檢驗(yàn)和新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)都至關(guān)重要，特別是對(duì)于大型、特型風(fēng)機(jī)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(yàn)尤為重要。目前，我國(guó)風(fēng)機(jī)性能檢測(cè)大多以手工為主，存在試驗(yàn)手段落后，勞動(dòng)量大和測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確等缺點(diǎn)。采用先進(jìn)的虛擬儀器技術(shù)，將傳感技術(shù)、儀器技術(shù)和測(cè)試技術(shù)結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理和性能曲線的自動(dòng)繪制是本文研究的重點(diǎn)。本文采用虛擬儀器技術(shù)，進(jìn)行了風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計(jì)。硬件上在風(fēng)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上采用壓差傳感器、壓力傳感器和扭矩傳感器檢測(cè)各試驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集；利用變頻調(diào)速技術(shù)控制變頻調(diào)速器輸出信號(hào)的頻率，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)。軟件上在Labview虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)上，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了采集信號(hào)的實(shí)時(shí)顯示、控制信號(hào)的準(zhǔn)確輸出、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確處理及應(yīng)用最小二乘法對(duì)性能參數(shù)進(jìn)行擬合從而實(shí)現(xiàn)了性能曲線的自動(dòng)繪制。整個(gè)系統(tǒng)具有界面友好、操作方便、功能齊全等優(yōu)點(diǎn)，試驗(yàn)結(jié)果表明研制基于虛擬儀器的風(fēng)機(jī)性能自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，增加了試驗(yàn)過程的穩(wěn)定性，避免了人為的讀數(shù)誤差、計(jì)算誤差以及相關(guān)數(shù)據(jù)不能同時(shí)記錄所引起的試驗(yàn)結(jié)果的偏差.提高了測(cè)試精度和試驗(yàn)效率?？蓮V泛應(yīng)用于科研院所和風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家，具有較高的推廣與應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī)性能；風(fēng)機(jī)測(cè)試；風(fēng)機(jī)控制；虛擬儀器；數(shù)據(jù)采集；Labview。風(fēng)機(jī)狀態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)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(fēng)機(jī)狀態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)3目錄摘要（中文）-（英文）-第一章概述-11.1風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)述-11.2風(fēng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展-11.3基于虛擬儀器的風(fēng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)-1第二章系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)-32.1風(fēng)機(jī)性能測(cè)試方法-32.2虛擬儀器技術(shù)及其應(yīng)用-52.3風(fēng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的總體方案-5第三章風(fēng)機(jī)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-73.1風(fēng)機(jī)機(jī)械硬件總體設(shè)計(jì)-73.2機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算-73.3風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)-183.4風(fēng)機(jī)測(cè)試傳感器的設(shè)計(jì)選用-203.5風(fēng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集卡-23第四章系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)-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(jiǎn)介-264.4測(cè)試系統(tǒng)主界面的設(shè)計(jì)-27第五章結(jié)束語(yǔ)-29參考文獻(xiàn)-30風(fēng)機(jī)狀態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)4第一章概述隨著機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的相互滲透也越來(lái)越快。要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)或產(chǎn)品的短、小、輕、薄和智能化，達(dá)到節(jié)省能源、節(jié)省材料、實(shí)現(xiàn)多功能、高性能和高可靠性的目的，機(jī)械與電子結(jié)合就成為了現(xiàn)代科技發(fā)展的趨勢(shì)。對(duì)于風(fēng)機(jī)的自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)就是一個(gè)機(jī)械電子結(jié)合的范例。1.1風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)述風(fēng)機(jī)是把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w能量的一種機(jī)械,它是用來(lái)提高氣體壓力,并輸送氣體的機(jī)械,是透平機(jī)械中的一種1。風(fēng)機(jī)按工作壓力提高的程度來(lái)分,可以分為四種：1）風(fēng)扇(250kPa或壓比3.5)壓縮機(jī)的壓比又稱壓縮比，是壓縮機(jī)出口與進(jìn)口處氣體壓力之比。風(fēng)機(jī)使用面廣，種類繁多，在工業(yè)生產(chǎn)中利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流做介質(zhì)進(jìn)行工作，可實(shí)現(xiàn)清選、分離、加熱烘干、物料輸送、通風(fēng)換氣、除塵降溫等多種工作2。1.2風(fēng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展由于風(fēng)機(jī)理論至今仍欠完善，所以風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的獲取主要依賴于性能試驗(yàn)。風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)是在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，改變風(fēng)機(jī)的流量，檢測(cè)風(fēng)機(jī)各性能參數(shù)，并繪制性能曲線的過程。目前，風(fēng)機(jī)用戶為了提高經(jīng)濟(jì)效益，在選擇風(fēng)饑時(shí)對(duì)它的各項(xiàng)性能指標(biāo)提出了更為嚴(yán)格的要求如壓力，流量，轉(zhuǎn)速，功率噪聲，可靠性等3。同時(shí)，風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力，在努力改進(jìn)氣動(dòng)設(shè)計(jì)，提高機(jī)械加工的同時(shí)，也對(duì)風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)的研究和開發(fā)給予了高度的重視。并且在電氣拖動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行過程中,經(jīng)常遇到這樣的問題,即拖動(dòng)設(shè)備的負(fù)荷變化較大,而動(dòng)力源電機(jī)的轉(zhuǎn)速卻不變,也就是說輸出功率的變化不能隨負(fù)荷的變化而變化。在實(shí)際中這種“大馬拉小車”的現(xiàn)象較為普遍,浪費(fèi)能源。在許多生產(chǎn)過程中采用變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的變速運(yùn)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(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)采用變頻調(diào)速,并應(yīng)用PLC或者單片機(jī)構(gòu)成風(fēng)壓閉環(huán)自動(dòng)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了電機(jī)負(fù)荷的變化變速運(yùn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量,即滿足了生產(chǎn)需要,又達(dá)到了節(jié)能降耗的目的1。由此可見，風(fēng)機(jī)性能測(cè)控系統(tǒng)對(duì)于成品的檢驗(yàn)和新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)都至關(guān)重要，特別是對(duì)于大型、特型風(fēng)機(jī)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(yàn)尤為重要。虛擬儀器(VI)技術(shù)是目前測(cè)控領(lǐng)域中最為流行的技術(shù)之一，它利