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基于DSP的风机振动监测系统

作者:热风机 工业 小型  来源:未知  浏览次数: 日期:2020-06-07 12:47

在许多流程工业的生产过程中,风机并不是一个很差的枢纽设备。然而,诱发风机振动的原因很多,影响风机的正常运行,甚至造成严重的风机损坏事故,严重影响日常生产设计,给企业带来巨大的经济损失。WISCO矿业公司大冶铁矿竖炉球团生产过程中使用的大型风机装置,仅通过人工实时检测和观察温度、门径听声音来监测和判断风机的振动情况。然而,由于人工监控受工人的本性和常识的影响,检查的结果是非常随机和不确定的。其他实时检查也可能遗漏一些严重的故障特征信息,判断方法过于简洁,误判概率大,状态参数显示不直观,操作复杂,容易发生误操作等。导致许多重大生产事故的风机损坏。因此,为了保证风机系统的安全运行,延长其使用寿命,减少球团计划外停机时间,有必要开发风机在线振动监测系统,实现实时振动幅值的可视化显示、故障预警和故障原因的辅助分析,从而有效保证风机系统的安全性和可靠性。目前风机振动检测的成熟产品很多,但考虑到大冶铁矿球团厂风机振动检测的特殊性以及球团生产过程中监测系统与主动系统的兼容性,我们开发了一套基于DSP的风机振动在线监测系统。1系统分析和设计任何机械设备在动态条件下都会不可避免地或多或少地振动。当设备出现异常或故障时,振动会发生变化,通常表现为振幅的增加。通过振动的变化来判断设备的状况。大冶铁矿球团厂的鼓风机系统由拖动电机、鼓风机、联轴器和底座等几个部分组成,如图所示。振动检测点的选择是关键问题之一,因为它关系到能否获得所需的真实完整的状态信息。检测点应对振动回波敏感,尽可能靠近振动源,避开标准在传输通道中的空腔,减少标准在传输过程中的损失,所选部分的振动信号应集中在一定角度,符合安全运行要求,并适合安装。因此,在风机轴、风机外壳、风机和电机连接轴、电机轴和风机底座的几个部位选择安装6个传感器,这些点在此过程中的振动环境可以反映整个系统的运行状态。风机系统及监控点原理图系统布置图系统功能设计原则是强调易操作性和实用性。该系统的功能策略是:显示简单多样,可以设置各种参数值,可以灵活设置两级报警值(预警和报警),可以根据不同的报警级别进行响应处理,也可以本地存储和浏览多组历史报警记录,帮助识别故障的原因和位置,通过RS-485总线或CAN总线与生产配送室的上位机进行实时通信,精度高,抗干扰能力强。旗帜采集前端部采用盛迪L14压电加速度振动传感器将振动位移旗帜变为弱电荷旗帜。风扇和控制室之间的距离很远,由于不同类型的传感器测量的频率范围有其自身的偏差,所以使用配备有传感器的10m特殊连接。低频振动(10Hz以下)选用位移传感器,大于1000H的中频振动(101000 Hz)选用速度传感器;加速度振动传感器是针对的高频振动而选择的,只有通过证书估计的振动源的频率和振幅才能选择合适的传感器类型。目前,球团厂的风机没有无序的工作斗强度和小振幅。考虑到预警期间振幅会增加,但不应停止

压电加速度振动传感器通常是一个底部带有不锈钢外壳和螺纹的圆柱体。不同的场合可以选择不同的安装方法。它可以用双头螺柱、磁性座和粘合剂固定在一起。传感器安装基于螺柱固定的错觉。其谐振频率高,频率限制宽,振动信号被接收和激活。在研制这种振动监测设备之前,我们为大冶铁矿球团厂开发了竖炉球团生产过程主动控制的集散控制系统。由于风机是竖炉球团生产中的环节设备,其信息和控制必须进入集散控制系统。它是一个系统布局图,由五个部分组成:振动传感器、旗帜调度模块、监控主机、报警输出设备和上位机。它集成了许多功能,如旗帜收集和在线监测。连接电缆与标准调节模块相邻。标准调节模块将弱电荷标准放大,积分后转换为振动位移的峰峰值,并调理为420mA输出。然后,光信号调理模块的标准输出通过常用的16芯隔离电缆发送到监控主机的AD采样端口,供主机处理。电源板、键盘显示板和主控板。电源板为监控主机提供DC 5V电源,为旗帜调度模块提供DC 24V电源。键盘显示板完成人机交互功能;主控板是重点,完成标志采集、数据处理和记录、输出控制和数据通信等功能。拥有丰富的资源可能足以满足系统的需求。150兆赫的主频和执行指令周期的速度与普通单片机相比,具有跨数量级高速运行的优点,保证了系统软件的高运行速度。风机的基频约为50Hz,准米采样周期控制在150瓦以内。利用80ns的小转换时间和2812DSP内置的12位模数转换控制器,风扇可以达到0。采样精度,完全满足系统对振动信号采集的要求。参数存储、通信等功能和软件调试需要与McBSP和JTAG接口模块连接。SPI是一个高速、同步的串行输入/输出端口,用于处理需要保存在EEPRO存储系统附近的参数和条件。过程控制接口模块和控制器局域网模块实现与上位机的数据通信。JTAG用于在线调试。消费,高功能处理能力,高集成度。高度集成不仅可以大大提高系统的可靠性,还可以降低开发成本,同时还可以降低系统设计的复杂度,从而进一步提高系统的可靠性和不变性。选择TMS320F2812作为主机大大降低了系统成本,节省了电路板空间,提高了系统的可靠性,简化了系统设计。警报和逻辑控制用作输出设备。当振动高于设定值时,或报警是基于报警水平,逻辑驱动继电器开始工作时,提醒操作者进行适当的调整,或直接使用主机输出的继电器标志来控制风扇的运行,或直接关闭风扇。信号调理机振动监控主机的振动传感器上位机远离风机现场,通过R485工业总线和CAN总线接口与现场控制室的监控主机相邻。上位机接收监控主机发送的振幅值和相关报警历史记录,并实时存储,生成报表。因此,振动监测系统与大冶集团铁矿球团生产过程的主动控制系统相连,便于收集数据供后续法国使用,只要将阵列的单位与报警设定值进行比较,就可以将6个通道的值按从大到小的顺序放入阵列。整个硬件系统的硬件结构框图如图4所示,接口电路图如图4所示。接口电路的功能主要是通过软件来实现系统的功能,包括上位机软件开发部门和t

整个法式分为初始化模块、旗帜采集模块、通讯模块、键盘响应模块、显示模块、数据处理模块、报警后处理模块等部门,实现各自的功能。标志收集使用实时中断。事件处理模块的一个准时装置在125瓦时准时停止。中断后,模数转换器主动开始模数转换过程。当切换到停止子程序时,存储模数转换器转换结果。所有收集的数据都用定点表示,所以数字信号处理器的处理速度比浮点数快得多。数据采集产生一个420毫安刻度标志,通过150的采样电阻后,该标志变为0.63伏电压标志,除以对应于0500Wm的幅度。由于模数采样的精度为12位,当振幅为0时,相应的采样值应为4=820 via,依此类推。同时报警继电器工作。为了便于上位机程序的开发,该监控系统移植了燕化公司的多通道模数转换模块ADAM5017,大大缩短了开发时间,提高了可靠性。一旦数字信号处理器发送或接收到一个字符,就会有一个中断,数字信号处理器将使用中断模式来完成通信。通信流程如所示。2005年1月开发的风力发电机振动监测系统已经投入使用。现场运行表明,该系统克服了原有风力发电机振动监测方法的许多致命弱点。现场操作人员可以在控制室随时看到风力发电机的振幅。没有必要像以前那样频繁地去风力涡轮机现场。DeviceNet模块节省劳动力,避免工资(下一页41),形成一个收集变电站。313带串口的应用设备过压保护仪。因为选择了AB的硬件,所以应该选择支持AB的软件。RSnx:用于建立PC机与SLC的串行连接,以及PC机与1770-KFD模块的连接;RSNeWorx用于DeviceNet配置软件。它与1770年的KFD一起被用来建立整个收藏。RSLogix500是一个用于SLC500PLC可编程控制器编程的对象。整个应用程序是连续的,如所示。安:西安电子科技大学出版社,2004年2月饶云涛,邹,郑永云。现场总线CAN的原理及应用技术。北京:北京航空航天大学出版社,李政军主编,2003年3月。现场总线及其应用技术。北京:机械工业叶舞第四册,费敏。Dcvi*Nct现场总线从节点的应用与发展。《中国科学仪器杂志》2002作者张平,男,1959年出生,1986年毕业于东北大学,学士学位,工程师。主要的研究领域是主动性。(上文第37页)测量误差。此外,该系统充分考虑了球团厂风机设备的布置特点和运行前提,保证了监测精度高、适应性好和抗强电流条件干扰的能力。真正实现了对机组安全运行的直观、准确、可靠的连续监控和保护。该系统被整个球团厂广泛接受。认为该风机振动监测系统设计新颖、美观耐用、操作简便、工作可靠,系统成本远低于市场上同类产品,性价比高。



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