风机性能综合测试系统的研究与开发

论文摘要

风机是一种从动的流体机械,广泛应用于隧道、地下车库、高级民用建筑、冶金、厂矿等场所的通风换气及消防高温排烟。风机的工作是以输送流量、产生全压、所需功率及效率等参数来体现的,这些工作参数之间存在着相应的关系。实际应用中通常通过实验测试并用曲线来描述风压、功率、效率与流量之间的关系。本课题在现有风机性能试验台的基础上,利用电子技术、计算机技术、数据处理技术及组态软件技术相结合,研究并设计了一套计算机辅助风机性能自动测试与与数据处理及管理系统。本课题采用了最小二乘法来拟合曲线方程反映风机的实际性能,然后根据曲线方程以合适的步长描点成线,最后在计算机屏幕上展现出来,绘制出的曲线失真度小且美观,省时、省力的反映风机的性能情况。基于单片微机的检测子系统对风机的多个特征参数进行检测,同时传送到上位计算机;计算机对采集数据进行处理,得到其他特征参数并绘制图表以备查询、显示和打印。系统还具备风机工况自动调节的功能,即根据需要自动控制电机转速以及风量。为保证测控系统正常稳定的工作,使其测试结果可靠,本课题对测试系统进行分析,找出各种干扰源与干扰途径,并采取有效抑制措施。本课题对某一风机进行了性能测试以验证系统的性能。在试验过程中,系统各个模块都得到了检验,测试数据的误差完全能够满足风机出厂试验的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内研究动态
• 1.3 传统的风机测试平台
• 1.4 课题研究的内容
• 第2章 风机的性能参数与计算
• 2.1 风机的性能参数
• 2.2 同类型风机的性能关系
• 2.3 风机的特性曲线
• 2.4 风机测试参数的选定
• 2.5 风机性能计算
• 2.6 曲线拟合
• 2.6.1 曲线拟合的最小二乘法
• 2.6.2 最小二乘法的求解
• 2.6.3 用正交多项式求最小二乘解
• 第3章 风机性能综合测试系统方案的确定
• 3.1 风机性能试验装置
• 3.2 系统总体布置
• 3.3 测试系统的实现
• 3.4 工况调节
• 第4章 测试系统的硬件实现
• 4.1 传感器的选择
• 4.1.1 传感器选择原则
• 4.1.2 压力传感器
• 4.1.3 温度传感器
• 4.1.4 扭矩转速传感器
• 4.2 A/D芯片的选择
• 4.3 单片机的选择
• 4.4 辅助电路
• 4.4.1 信号转换电路
• 4.4.2 滤波电路
• 4.4.3 高性能信号放大器电路
• 4.4.4 模数转换电路
• 4.4.5 光隔电路
• 4.4.6 看门狗及复位电路
• 4.4.7 电源电路
• 4.5 串行通信接口设计
• 4.6 检测信号的计算机处理
• 4.6.1 风机测试系统信息流程
• 4.6.2 压力和温度信号的模数转换和采集
• 4.6.3 压力和温度数据的传输
• 第5章 风机综合数据管理系统
• 5.1 设计要求
• 5.2 组态软件的应用
• 5.3 MCGS组态软件的特点
• 5.4 风机综合管理系统监控软件的设计及功能
• 5.5 MCGS软件与 MCS51单片机通信的方法设计
• 5.6 本系统软件功能
• 5.7 软件使用说明
• 第6章 系统可靠性的设计
• 6.1 系统抗干扰分析
• 6.2 硬件抗干扰设计
• 6.3 软件抗干扰设计
• 第7章 系统现场试验
• 7.1 试验条件
• 7.2 试验结果
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录