机电一体化专业毕业论文--风机状态测试系统的总体设计.doc

风机状态测试系统的总体设计 PAGE 1 风机状态测试系统的总体设计 开题报告 班级（学号） 机0405——37 姓名 1111 指导教师 王会香 综述 课题研究的目的和意义 随着机械技术、微电子技术和信息技术的飞速发展，机械技术、微电子技术和信息技术的相互渗透也越来越快。要实现系统或产品的短、小、轻、薄和智能化，达到节省能源、节省材料、实现多功能、高性能和高可靠性的目的，机械与电子结合就成为了现代科技发展的趋势。 风机是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械,它是用来提高气体压力,并输送气体的机械,是透平机械中的一种。 风机按工质压力提高的程度来分,可以分为四种：1） 风扇(100Pa) 2） 通风机(0.1-15kPa) 3） 鼓风机(15-250kPa) 4） 压缩机(250kPa或压比3.5) 压缩机的压比又称压缩比，是压缩机出口与进口处气体压力之比。 风机使用面广，种类繁多，在工业生产中利用风机产生的气流做介质进行工作，可实现清选、分离、加热烘干、物料输送、通风换气、除尘降温等多种工作。由于风机理论至今仍欠完善，所以风机性能参数的获取主要依赖于性能试验。风机性能试验是在风机转速不变的情况下，改变风机的流量，检测风机各性能参数，并绘制性能曲线的过程。目前，风机用户为了提高经济效益，在选择风饥时对它的各项性能指标提出了更为严格的要求．如压力，流量，转速，功率．噪声，可靠性等。同时，风机生产厂家为了提高产品的竞争能力，在努力改进气动设计，提高机械加工的同时，也对风机性能试验的研究和开发给予了高度的重视。并且在电气拖动设备的运行过程中, 经常遇到这样的问题, 即拖动设备的负荷变化较大, 而动力源电机的转速却不变, 也就是说输出功率的变化不能随负荷的变化而变化。在实际中这种“大马拉小车”的现象较为普遍, 浪费能源。在许多生产过程中采用变频调速实现电动机的变速运行, 不仅可以满足生产的需要, 而且还能降低电能消耗, 延长设备的使用寿命。鼓风机系统采用变频调, 并应用PLC或者单片机构成风压闭环自动控系统, 实现了电机负荷的变化变速运行自动调节风量, 即满足了生产需要, 又达到了节能降耗的目的[1]。由此可见，风机性能测控系统对于成品的检验和新产品的设计开发都至关重要，特别是对于大型、特型风机以及单件、小批量而且气流特性有特殊要求的情况，性能试验尤为重要。虚拟仪器(VI)技术是目前测控领域中最为流行的技术之一，它利用I／O接口设备完成信号的采集、测量与调理，利用计算机软件实现信号数据的运算、分析和处理，利用显示器丰富的显示功能来多形式地表达和输出检测结果，在此基础上，构成一个具有完整测试功能的计算机仪器系统，即虚拟仪器。虚拟仪器具有传统仪器的基本功能，同时又能根据用户的要求随时进行定义，实现多种多样的应用需求，具有扩展灵活、界面友好、操作简便、性价比高等特点，目前，虚拟仪器技术在许多领域都得到广泛应用[2]。 2.课题的研究现状及已有成果 风机在国民经济各部门中运用十分广泛。为使风机能经常在高效区运行，需参照风机性能曲线来选择风机的运行工况点，风机性能测控是科学、合理、客观地评价其性能指标的方法。 （一）目前，我国通风机性能测试方法以传统常规方法为主，它存在着参与人员多、可靠性差、测试效率低等弊端，给通风机设计、使用、教学、科研等部门对其性能研究带来诸多不便。为适应现代试验技术的要求，国内已开展了通风机性能自动测试的研究。如西安交通大学、华中科技大学、河北农业大学相继开发了风管型风机性能试验自动测试装置，推动了自动化测试技术在通风机领域的应用。上海理工大学为上海哈格诺克冷气机有限公司研制的空调风机性能自动测试系统，虽然采用风室装置，但仅适应于大、中型空调风机性能测试[3]。 （二）对于风机等设备运行状态进行实时监测，并对运行数据进行分析，绘出历史及实时趋势，运用神经网络对故障进行估计和预测，就故障程度、检修紧迫性给予积极可靠的指导，对于设备保持安全运行，故障排除，避免设备过早报废，为挽回大量的经济损失有难以估量的作用。基于matlab强大的信号及数据处理能力，并结合delphi的面向对象设计方法，极好地实现了上述功能[4]。 （三）近年来，随着数字信号处理器DSP的发展，DSP芯片以其性价比高、运算速度快、丰富的信号处理指令而逐步应用到信号处理和控制领域，如图1所示，成为新一代智能仪器仪表的系统核心，在自主研制的风机运行状态微机实时监测系统RMMD03的基础上，开发了基于DSP的风机状态通用远程监测系统RMMD05，实现运行状态采集、分析与故障诊断，实时监测运行状态，并通过CAN总线将数据传输至监控服务器进行状态显示、数据管理与精密故障诊断分析，有效地防止故障的发生，确保风机长周期安全、可靠、有效地