1、摘 要畢業設計說明書GRADUATE DESIGN 設計題目：風機性能試驗自動檢測系統學生姓名： 專業班級： 學 院：機械工程學院指導教師： 2008年06月18日摘要風機性能試驗是在風機轉速不變的情況下，改變風機運行工況、測量試驗數據、計算風機性能參數并繪制性能曲線(流量全壓曲線、流量功率曲線、流量效率曲線)的過程1。它對于成品的檢驗和新產品的開發至關重要。本文采用虛擬儀器技術，將傳感技術、儀器技術和測試技術結合起來，進行了風機性能試驗自動測試系統的硬件及軟件設計。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數據，實現了試驗數據的自動采集；利用變頻調速技術控制變頻調速器輸出信號的頻

2、率，實現了風機轉速的自動調節；通過風管端口安裝的蝶閥裝置并用步進電機控制其旋轉角度實現了風機運行工況的自動控制。軟件上在LabVIEW虛擬儀器開發平臺上，采用模塊化設計方法，實現了采集信號的實時顯示、控制信號的準確輸出、試驗數據的正確處理及應用最小二乘法對性能參數進行擬合從而實現了性能曲線的自動繪制及試驗報告的自動生成。整個系統具有界面友好、操作方便、功能齊全等優點，試驗結果表明研制基于虛擬儀器的風機性能自動測試系統，增加了試驗過程的穩定性，避免了人為的讀數誤差、計算誤差以及相關數據不能同時記錄所引起的試驗結果的偏差。提高了測試精度和試驗效率。可廣泛應用于科研院所和風機生產廠家，具有較高的推廣

3、應用價值。關鍵詞：虛擬儀器；LabVIEW；數據采集；風機性能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 系統總體方案設計32.1風機工作性能參數32.2風機性能試驗方法與裝置42.2.1風機流量的測定42.2.2壓力的測量72.2.3轉矩的測量72.3虛擬儀器技術及其應用72.4基于虛擬儀器的風機性能試驗方法92.4.1方案的比較與選擇92.4.2總體方案103 系統硬件設計123.1風機工況調節裝置設計123.1.1結構設計123.1.

10、2步進電機的控制123.2風機轉速調節裝置的設計173.2.1裝置的總體設計173.2.2變頻調速器的控制183.2.3變頻電機的選用213.3實驗數據的檢測223.3.1壓差測量223.3.1.1基本原理233.3.1.2節流裝置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數據采集板274 系統軟件設計304.1軟件平臺304.2檢測信號的計算機處理314.2.1信號檢測314.2.2信號處理324.3軟件結構及功能設計374.3.1軟件結構374.3.2軟件功能394.4軟件使用說明395 系統可靠性設計415.1系統抗干擾分析415.2硬件

11、抗干擾415.3軟件抗干擾42結 論44參考文獻45致 謝47附錄A48附錄B4941 引言全套設計聯小企鵝：2297806921引言風機在國民經濟各部門中運用十分廣泛，利用風機產生的氣流做介質進行工作，可實現清選、分離、加熱烘干、物料輸送、通風換氣、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，風機得到了廣泛地應用。風機的工作是以輸送流量、產生全壓、所需功率及效率來體現的，這些工作參數之間存在著相應的關系，當流量與轉速變化時，會引起其他參數相應的變化2。為使風機能經常在高效區運行，需參照風機性能曲線來選擇風機的運行工況點。由于風機理論至今仍欠完善，所以風機性能參數

12、的獲取主要依賴于性能試驗。風機性能試驗是在風機轉速不變的情況下，改變風機的流量，檢測風機各性能參數，并繪制性能曲線的過程3。目前國內生產風機的廠家據不完全統計可達到上千家，但生產的工藝水平差別甚遠，造成市場上的產品質量差別很大。有的產品性能（如風量、風壓）甚至只達到銘牌值的50%左右。設計者按銘牌值選了這種風機，實際運行時的各項性能卻達不到設計值，影響通風效果，給用戶造成巨大的生命和經濟損失，因此風機性能試驗對于成品的檢驗是非常重要的。但長期以來，我國的風機測試手段比較落后，主要以手動操作試驗過程、手工測量試驗數據、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強度大等缺點3，因此廠家

13、和用戶迫切需要一套高效、準確的檢測系統。隨著電子技術和計算機技術的發展，我國工業自動化程度越來越高，使得風機參數的自動采集成為可能，人們也將從繁重的勞動中得以解脫。近年來，我國少數單位在通風機測試技術方面有了新的研究或使用了微型計算機，但他們有的技術不成熟，只能完成某一單一的測試任務，有的測試系統龐大而復雜，不能作為通用系統得以推廣。在實現風機性能檢測自動化的道路上，人們還需邁出重要的一步。計算機自上個世紀問世以來以驚人的速度不斷向前發展，同時也帶動了其它行業地迅猛發展，其中自動化技術地發展最為引人注目，這使得計算機技術成為現代科學技術的代表。基于計算機技術的虛擬儀器以不可逆轉的力量推動著測控

14、技術的革命。虛擬儀器系統的概念不僅推進了以儀器為基礎的測控系統的改造，同時也影響了以數據采集為主的測試系統構造方法的進化，過去獨立分散、互不相干的許多領域，在虛擬儀器系統的概念下，正在逐漸靠攏、相互影響，并形成新的技術方法和技術規范。虛擬儀器技術能充分利用計算機獨具的運算、存儲、回放、調用、顯示及文件管理等智能化功能，同時把傳統儀器的專業化功能和面板控件軟件化，使之與計算機融為一體，構成一臺從外觀到功能都完全與傳統硬件儀器相同，同時又充分享用計算機智能資源的全新儀器系統。應用虛擬儀器技術，可以用較少的資金、較少的系統開發和維護費用，用比過去更少的時間開發出功能更強、質量更可靠的產品和系統4。為提高風機性能試驗測試系統的性能，并考慮到風機生產廠家及科研院所的實際需求，本課題采用在現有風機性能試驗臺的基礎上利用計算機技術、電子技術、虛擬儀器技術，設計一種具有如下特點的計算機輔助風機性能自動測試與分析系統。1. 自動采集風機性能實試驗數據；2. 支持非采集參數鍵盤出入功能，實現非采集參數的輸入；3.