风机状态测试系统的总体设计毕业论文.doc

风机状态测试系统的总体设计1摘要风机状态测控系统是在风机运转的过程中，实现风机性能基本参数的采集、分析、计算风机性能参数并绘制性能曲线(流量全压曲线、流量功率曲线、流量效率曲线)并通过采集与处理的信号信息对风机的转速的变频调速控制的过程。风机性能试验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。目前，我国风机性能检测大多以手工为主，存在试验手段落后，劳动量大和测试结果不准确等缺点。采用先进的虚拟仪器技术，将传感技术、仪器技术和测试技术结合起来，进行风机性能参数的自动检测，试验数据的自动处理和性能曲线的自动绘制是本文研究的重点。本文采用虚拟仪器技术，进行了风机性能试验自动测试系统的硬件及软件设计。硬件上在风机机械结构基础上采用压差传感器、压力传感器和扭矩传感器检测各试验数据，实现了试验数据的自动采集；利用变频调速技术控制变频调速器输出信号的频率，实现了风机转速的自动调节。软件上在Labview虚拟仪器开发平台上，采用模块化设计方法，实现了采集信号的实时显示、控制信号的准确输出、试验数据的正确处理及应用最小二乘法对性能参数进行拟合从而实现了性能曲线的自动绘制。整个系统具有界面友好、操作方便、功能齐全等优点，试验结果表明研制基于虚拟仪器的风机性能自动测试系统，增加了试验过程的稳定性，避免了人为的读数误差、计算误差以及相关数据不能同时记录所引起的试验结果的偏差.提高了测试精度和试验效率。可广泛应用于科研院所和风机生产厂家，具有较高的推广与应用价值。关键词：风机性能；风机测试；风机控制；虚拟仪器；数据采集；Labview。风机状态测试系统的总体设计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.风机状态测试系统的总体设计3目录摘要（中文）-（英文）-第一章概述-11.1风机简述-11.2风机测试系统的发展-11.3基于虚拟仪器的风机测试系统-1第二章系统总体方案的设计-32.1风机性能测试方法-32.2虚拟仪器技术及其应用-52.3风机测试系统的总体方案-5第三章风机硬件系统的设计-73.1风机机械硬件总体设计-73.2机械结构设计计算-73.3风机转速调节装置的设计-183.4风机测试传感器的设计选用-203.5风机测试系统数据采集卡-23第四章系统软件的设计-254.1虚拟仪器的硬件系统-254.2虚拟仪器的软件系统-264.3Labview简介-264.4测试系统主界面的设计-27第五章结束语-29参考文献-30风机状态测试系统的总体设计4第一章概述随着机械技术、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。对于风机的自动测控系统就是一个机械电子结合的范例。1.1风机简述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1。风机按工作压力提高的程度来分,可以分为四种：1）风扇(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2。1.2风机测试系统的发展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3。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速,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