風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)自動(dòng)檢測系統(tǒng)

1、摘 要畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書GRADUATE DESIGN 設(shè)計(jì)題目：風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)自動(dòng)檢測系統(tǒng)學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院指導(dǎo)教師： 2008年06月18日摘要風(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)運(yùn)行工況、測量試驗(yàn)數(shù)據(jù)、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)的過程1。它對(duì)于成品的檢驗(yàn)和新產(chǎn)品的開發(fā)至關(guān)重要。本文采用虛擬儀器技術(shù)，將傳感技術(shù)、儀器技術(shù)和測試技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)行了風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)自動(dòng)測試系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計(jì)。硬件上采用壓差變送器、壓力變送器和扭矩傳感器檢測各試驗(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

2、率，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)；通過風(fēng)管端口安裝的蝶閥裝置并用步進(jìn)電機(jī)控制其旋轉(zhuǎn)角度實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況的自動(dòng)控制。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)繪制及試驗(yàn)報(bào)告的自動(dòng)生成。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

3、應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：虛擬儀器；LabVIEW；數(shù)據(jù)采集；風(fēng)機(jī)性能IIAbstractAbstractBlower performance testing is the process of changing the operating mode of blower, measuring the testing data, calculating blower performance parameter and drawing the course of the characteristic curve (flow - press, flow - power, flow - efficiency)

4、 under the invariably rotational speed of blower. It is important to inspecting the finished product and development of the new products. Applying virtual instrumentation technology and combining sensing technology, instrument technology and technology of testing together, the author designed the ha

5、rdware and software of blower performance testing automatically. In the hand of hardware，testing data is acquired automatically according to press-difference sensor，press sensor and torsion sensor ;blower speed is adjusted automatically according to frequency conversion of transducer and working sta

6、te is auto controlled according to change the rotatory angle of butterfly valve controlled by the step motor .In software，the module design method is applied on the developing platform-LabVIEW.The acquired data are showed real-timely and controlled messages are output precisely .The testing data are

7、 managed correctly and fitted in applying least square method ,so performance curve may be showed .The whole system has some advantages such as friendly interface, easy to operate, comprehensive functions. The research show that the system of blower performance auto-testing can promote the stability

8、 of the process of testing, avoid the error of reading , the error of calculation and the error of result causing by relative data can not be recorded at the same time，the precision and efficiency of testing is largely improved. It can apply to scientific research institutions and blower manufacture

9、r extensively and have a higher using value. KeyWords：virtual instrument,labview,data acquisition,blower performance III目 錄目錄1引言12 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)32.1風(fēng)機(jī)工作性能參數(shù)32.2風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)方法與裝置42.2.1風(fēng)機(jī)流量的測定42.2.2壓力的測量72.2.3轉(zhuǎn)矩的測量72.3虛擬儀器技術(shù)及其應(yīng)用72.4基于虛擬儀器的風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)方法92.4.1方案的比較與選擇92.4.2總體方案103 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)123.1風(fēng)機(jī)工況調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)123.1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)123.1.

10、2步進(jìn)電機(jī)的控制123.2風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)173.2.1裝置的總體設(shè)計(jì)173.2.2變頻調(diào)速器的控制183.2.3變頻電機(jī)的選用213.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的檢測223.3.1壓差測量223.3.1.1基本原理233.3.1.2節(jié)流裝置243.3.1.3差壓變送器的選型253.3.2靜壓的測量263.3.3扭矩的測量263.4數(shù)據(jù)采集板274 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)304.1軟件平臺(tái)304.2檢測信號(hào)的計(jì)算機(jī)處理314.2.1信號(hào)檢測314.2.2信號(hào)處理324.3軟件結(jié)構(gòu)及功能設(shè)計(jì)374.3.1軟件結(jié)構(gòu)374.3.2軟件功能394.4軟件使用說明395 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)415.1系統(tǒng)抗干擾分析415.2硬件

11、抗干擾415.3軟件抗干擾42結(jié) 論44參考文獻(xiàn)45致 謝47附錄A48附錄B4941 引言全套設(shè)計(jì)聯(lián)小企鵝：2297806921引言風(fēng)機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)各部門中運(yùn)用十分廣泛，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。所以，在我國的冶金、有色金屬、化工、建材和煤炭等部門，風(fēng)機(jī)得到了廣泛地應(yīng)用。風(fēng)機(jī)的工作是以輸送流量、產(chǎn)生全壓、所需功率及效率來體現(xiàn)的，這些工作參數(shù)之間存在著相應(yīng)的關(guān)系，當(dāng)流量與轉(zhuǎn)速變化時(shí)，會(huì)引起其他參數(shù)相應(yīng)的變化2。為使風(fēng)機(jī)能經(jīng)常在高效區(qū)運(yùn)行，需參照風(fēng)機(jī)性能曲線來選擇風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)。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)

12、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，檢測風(fēng)機(jī)各性能參數(shù)，并繪制性能曲線的過程3。目前國內(nèi)生產(chǎn)風(fēng)機(jī)的廠家據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)可達(dá)到上千家，但生產(chǎn)的工藝水平差別甚遠(yuǎn)，造成市場上的產(chǎn)品質(zhì)量差別很大。有的產(chǎn)品性能（如風(fēng)量、風(fēng)壓）甚至只達(dá)到銘牌值的50%左右。設(shè)計(jì)者按銘牌值選了這種風(fēng)機(jī)，實(shí)際運(yùn)行時(shí)的各項(xiàng)性能卻達(dá)不到設(shè)計(jì)值，影響通風(fēng)效果，給用戶造成巨大的生命和經(jīng)濟(jì)損失，因此風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)對(duì)于成品的檢驗(yàn)是非常重要的。但長期以來，我國的風(fēng)機(jī)測試手段比較落后，主要以手動(dòng)操作試驗(yàn)過程、手工測量試驗(yàn)數(shù)據(jù)、手工繪制曲線為主，存在測量手段落后，測量精度不高和勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)3，因此廠家

13、和用戶迫切需要一套高效、準(zhǔn)確的檢測系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，我國工業(yè)自動(dòng)化程度越來越高，使得風(fēng)機(jī)參數(shù)的自動(dòng)采集成為可能，人們也將從繁重的勞動(dòng)中得以解脫。近年來，我國少數(shù)單位在通風(fēng)機(jī)測試技術(shù)方面有了新的研究或使用了微型計(jì)算機(jī)，但他們有的技術(shù)不成熟，只能完成某一單一的測試任務(wù)，有的測試系統(tǒng)龐大而復(fù)雜，不能作為通用系統(tǒng)得以推廣。在實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)性能檢測自動(dòng)化的道路上，人們還需邁出重要的一步。計(jì)算機(jī)自上個(gè)世紀(jì)問世以來以驚人的速度不斷向前發(fā)展，同時(shí)也帶動(dòng)了其它行業(yè)地迅猛發(fā)展，其中自動(dòng)化技術(shù)地發(fā)展最為引人注目，這使得計(jì)算機(jī)技術(shù)成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的代表。基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的虛擬儀器以不可逆轉(zhuǎn)的力量推動(dòng)著測控

14、技術(shù)的革命。虛擬儀器系統(tǒng)的概念不僅推進(jìn)了以儀器為基礎(chǔ)的測控系統(tǒng)的改造，同時(shí)也影響了以數(shù)據(jù)采集為主的測試系統(tǒng)構(gòu)造方法的進(jìn)化，過去獨(dú)立分散、互不相干的許多領(lǐng)域，在虛擬儀器系統(tǒng)的概念下，正在逐漸靠攏、相互影響，并形成新的技術(shù)方法和技術(shù)規(guī)范。虛擬儀器技術(shù)能充分利用計(jì)算機(jī)獨(dú)具的運(yùn)算、存儲(chǔ)、回放、調(diào)用、顯示及文件管理等智能化功能，同時(shí)把傳統(tǒng)儀器的專業(yè)化功能和面板控件軟件化，使之與計(jì)算機(jī)融為一體，構(gòu)成一臺(tái)從外觀到功能都完全與傳統(tǒng)硬件儀器相同，同時(shí)又充分享用計(jì)算機(jī)智能資源的全新儀器系統(tǒng)。應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)，可以用較少的資金、較少的系統(tǒng)開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用，用比過去更少的時(shí)間開發(fā)出功能更強(qiáng)、質(zhì)量更可靠的產(chǎn)品和系統(tǒng)4。為提高風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)測試系統(tǒng)的性能，并考慮到風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家及科研院所的實(shí)際需求，本課題采用在現(xiàn)有風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)上利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)，設(shè)計(jì)一種具有如下特點(diǎn)的計(jì)算機(jī)輔助風(fēng)機(jī)性能自動(dòng)測試與分析系統(tǒng)。1. 自動(dòng)采集風(fēng)機(jī)性能實(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)；2. 支持非采集參數(shù)鍵盤出入功能，實(shí)現(xiàn)非采集參數(shù)的輸入；3.