基于网络化数据采集的除尘风机在线监测与诊断系统的研制

论文摘要

本文介绍了设备状态监测与故障诊断的目的和意义以及该技术在国内外企业中的应用情况和发展前景。针对某大型钢铁集团公司炼铁厂四号高炉三台除尘风机的结构形式及不间断运行的生产特点,研究开发了满足实际需求的在线监测与诊断系统。本系统一方面能对高炉除尘风机运行状况进行监测,并能在监测的同时实现实时数据采集、分析处理、机组选择、组态参数设置、数据库形成、超限报警及联锁控制等功能;另一方面该系统还具有精密分析诊断功能,能实现历史数据回放分析、时域分析、趋势分析、频域分析、时延域分析、解调分析及FFT细化分析等功能。在深入分析除尘风机现场实际工作状况的基础上,根据系统开发的具体要求,确定了本论文的研究内容:对状态监测系统的信号采集进行了具体的分析、设计,并比较了基于TCP/IP的网络数据采集方式和传统的基于PCI插槽的数据采集方式的优点和缺点,采用网络化数据采集方式来采集数据的方案。本文研究的重点是针对除尘风机系统状态监测而展开的。考虑到三台除尘风机设备地理位置较分散、距离控制室和操作室较远的实际现场特点,采用了基于TCP/IP的网络化数据采集模式将采样数据就地数字化的方案,利用数字信号抗干扰性强的特点,极大的避免了数据传输的误差,保证了数据的有效性,增强了故障诊断结果的真实性和可信度,并且为组建整个企业的设备网络化监测与诊断系统提供方便的接口。从现场安装投入试运行至今,系统各项功能得到了检验,达到预期设计目的,满足了用户的要求。本文在开发机械设备状态监测与诊断系统的数据管理和基于RS-485现场总线的实时数据控制方面有一定的创新,为今后开发类似的系统奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 设备状态监测与故障诊断的意义
• 1.2 设备故障诊断技术的发展历程
• 1.3 设备故障诊断技术的发展趋势
• 1.4 设备故障诊断技术的国内外研究概况
• 1.4.1 国外研究概况
• 1.4.2 国内研究概况
• 1.5 设备故障诊断技术的相关原理和方法
• 1.6 本文的研究内容
• 1.7 本文的研究意义
• 1.8 系统技术要求
• 1.9 本章小结
• 2 炼铁厂除尘风机特性及常见故障类型分析
• 2.1 除尘风机的结构
• 2.2 高炉炼铁工艺流程及除尘风机工作原理
• 2.3 除尘风机常见故障分析
• 2.4 本章小结
• 3 除尘风机在线监测与故障诊断系统总体设计
• 3.1 系统拓扑结构
• 3.2 系统测点布置
• 3.3 硬件系统的构成
• 3.3.1 传感器的选择
• 3.3.2 数据采集设备的选择
• 3.3.3 计算机的配置
• 3.3.4 多串口卡的选择
• 3.3.5 亚当模块的选择
• 3.4 软件系统的模块结构
• 3.4.1 软件总体结构
• 3.4.2 软件模块设计
• 3.5 数据库设计
• 3.5.1 数据管理方案的选择
• 3.5.2 数据库表的设计
• 3.6 应用程序与数据库接口
• 3.7 本章小结
• 4 系统的软件开发与技术
• 4.1 开发环境选择
• 4.2 面向对象的开发方法
• 4.3 软件系统关键技术
• 4.3.1 数据采集
• 4.3.2 多线程技术的应用
• 4.3.3 小波去噪技术
• 4.4 RS-485 总线技术
• 4.4.1 RS-485 总线特点
• 4.4.2 RS-485 通信方式
• 4.4.3 RS-485 通信协议
• 4.4.4 RS-485 网络拓扑
• 4.4.5 RS-485 网络系统结构
• 4.4.6 RS-485 网络安装注意要点
• 4.5 软件系统主要功能模块
• 4.5.1 系统参数设置模块
• 4.5.2 信号采集模块
• 4.5.3 组态编辑模块
• 4.5.4 报表及打印模块
• 4.6 本章小结
• 5 系统应用情况
• 5.1 概述
• 5.2 系统应用实例
• 5.2.1 状态监测子系统的应用
• 5.2.2 数据分析子系统的应用
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录