往复式压缩机状态综合监控系统的研究

论文摘要

往复式压缩机是工业生产的关键设备,广泛应用于石油、化工、机械、冶金、食品等工业生产领域,由于它的工业环境恶劣,结构复杂,激励源众多,压缩机在运行过程中往往发生很多未知的故障,不但给压缩机的监测和控制带来了很大的困难,而且给工业生产造成重大的经济损失。为此,压缩机在线工况监测和故障诊断成为国内外专家研究的热点课题。论文首先介绍了往复式压缩机的分类、组成、特点以及工作原理,并对压缩机的理论工作循环和实际工作循环做了分析和比较,为后续示功图的绘制奠定了理论基础。其次,分析往复式压缩机的常见故障类型以及它们的表现形式,找到合适的监测方法,确定了能够全面表征压缩机工作状态和故障信息的检测量,针对往复式压缩机的振动信号的处理难点,采用时域、频域分析方法以及小波变换方法对检测信号进行处理。本文借鉴专家对往复式压缩机故障诊断的知识和经验,提出了压缩机故障诊断专家系统设计思路。在知识的获取上,采用了故障树的分析方法,并在压缩机故障树分析的基础上,通过产生式表示法构建了往复式压缩机故障诊断专家系统的知识库。最后,综合应用了计算机技术、检测技术、电子技术等技术,设计并研制了往复式压缩机状态综合监控系统,开发了基于组态软件的系统监控软件,给出了示功图的推算和绘制方法,实现了对往复式压缩机运行状态的监控和常见故障诊断。监控系统经实际运行表明,本系统实现了对往复式压缩机工作状态的实时监控和故障诊断,为进一步研究往复式压缩机在线状态监控及故障诊断系统提供了理论依据,积累了实际经验,具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题研究的背景和意义
• 1.2 压缩机监控与故障诊断方法综述
• 1.2.1 状态监测与故障诊断概述
• 1.2.2 压缩机状态监测与故障诊断方法
• 1.2.3 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 往复式压缩机工作原理综述
• 2.1 往复式压缩机介绍
• 2.1.1 往复式压缩机组成及特点
• 2.1.2 往复式压缩机的工作原理
• 2.1.3 往复式压缩机的运动分析
• 2.2 往复式压缩机的振动分析
• 2.2.1 往复式压缩机的受力分析
• 2.2.2 往复式压缩机的振动原因
• 2.3 本章小结
• 第3章 往复式压缩机监控系统概述
• 3.1 监控系统总体设计
• 3.1.1 往复式压缩机监测参数
• 3.1.2 系统总体结构
• 3.1.3 系统功能
• 3.2 系统硬件设计
• 3.2.1 硬件配置
• 3.2.2 往复式压缩机监控测点布置
• 3.3 下位机设置及实时通讯
• 3.3.1 研华板卡
• 3.3.2 上下位通讯
• 3.4 系统抗干扰措施
• 3.5 本章小结
• 第4章 往复式压缩机振动信号分析
• 4.1 压缩机振动信号监测诊断要点
• 4.1.1 振动参数选取原则
• 4.1.2 振动信号采集
• 4.2 振动信号分析
• 4.2.1 振动信号的时域分析方法和指标
• 4.2.2 振动信号的频域分析方法和指标
• 4.3 应用实例
• 4.4 本章小结
• 第5章 往复式压缩机故障诊断专家系统
• 5.1 专家系统概述
• 5.1.1 专家系统结构
• 5.1.2 专家系统各部分简介
• 5.1.3 专家系统的开发工具
• 5.2 设备故障诊断专家系统概述
• 5.3 压缩机故障诊断专家系统的构建
• 5.3.1 往复式压缩机故障原因及分析
• 5.3.2 故障树分析法
• 5.3.3 压缩机故障树分析
• 5.3.4 压缩机系统知识库的构建
• 5.3.5 推理机设计
• 5.4 本章小结
• 第6章 往复式压缩机上位监控系统设计
• 6.1 上位软件方案设计
• 6.2 系统监控界面
• 6.3 示功图绘制与故障分析
• 6.3.1 示功图绘制原理与方法
• 6.3.2 示功图的故障分析
• 6.4 数据采集及处理
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文