本文關(guān)鍵詞：振動(dòng)、位移及轉(zhuǎn)速校驗(yàn)分析儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：隨著旋轉(zhuǎn)機(jī)械在工業(yè)化生產(chǎn)中的大量使用,尤其是在我國(guó)的電力、化工、石油、冶金等重要工業(yè)領(lǐng)域。確保旋轉(zhuǎn)機(jī)械的正常工作是安全生產(chǎn)的一個(gè)重要方面。由于生產(chǎn)機(jī)組正朝著大型化、高速化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。機(jī)組越大運(yùn)轉(zhuǎn)速度越高其作用的能量就越大。一旦出現(xiàn)事故,不僅會(huì)造成設(shè)備的損壞甚至?xí)l(fā)生嚴(yán)重的人員傷亡事故,進(jìn)而給企業(yè)造成巨額經(jīng)濟(jì)損失。因此大型旋轉(zhuǎn)機(jī)組都配有狀態(tài)監(jiān)測(cè)和保護(hù)系統(tǒng),而對(duì)該監(jiān)測(cè)和保護(hù)系統(tǒng)的可靠分析和校驗(yàn)就成為一個(gè)值得關(guān)注的重要課題。傳統(tǒng)的檢驗(yàn)設(shè)備和校驗(yàn)方法存在費(fèi)用高、周期長(zhǎng)、操作復(fù)雜、功能單一、自動(dòng)化程度低等缺點(diǎn)。給現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用帶來極大不便。本課題通過巧妙的設(shè)計(jì);運(yùn)用先進(jìn)的嵌入式技術(shù);實(shí)現(xiàn)了一個(gè)多功能、自動(dòng)化的分析校驗(yàn)設(shè)備。主要內(nèi)容有:1、了解分析旋轉(zhuǎn)機(jī)械需要監(jiān)測(cè)的各種狀態(tài)及其物理意義,深入分析了狀態(tài)監(jiān)測(cè)中最核心的振動(dòng)部分及振動(dòng)分析中常用的理論方法。介紹了行業(yè)中常用的傳感器、變送器、儀表、校驗(yàn)儀。本文分析校驗(yàn)的對(duì)象就是傳感器、儀表和他們的系統(tǒng)。2、結(jié)合上述的分析和市場(chǎng)需求的反饋,設(shè)計(jì)了本校驗(yàn)儀的功能和結(jié)構(gòu)。采用模塊化設(shè)計(jì),主要有標(biāo)準(zhǔn)物理信號(hào)(位移、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速)發(fā)生裝置、物理信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)傳感器配置、電路的信號(hào)預(yù)處理模塊、信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換模塊、DSP數(shù)字信號(hào)處理模塊和ARM的人機(jī)界面模塊。簡(jiǎn)述了電路進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)和調(diào)試的方法。3、介紹了本課題中基于6410核心板的嵌入式linux系統(tǒng)開發(fā);DSP信號(hào)采集處理部分的主要功能和軟件開發(fā);FPGA的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速計(jì)算的實(shí)現(xiàn)和鍵相信號(hào)的實(shí)時(shí)輸出及對(duì)AD信號(hào)進(jìn)行同步、整周期、等分256點(diǎn)采樣和FIFO高速緩存。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)位移、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的分析校驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了對(duì)渦流傳感器靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特性的全自動(dòng)化校驗(yàn)。4、最后結(jié)合了對(duì)MMS6000狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際校驗(yàn)數(shù)據(jù),重點(diǎn)針對(duì)位移、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速系統(tǒng)及PR6423電渦流傳感器的校驗(yàn)分析。驗(yàn)證了本校驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確性。校驗(yàn)儀振動(dòng)輸出精度可達(dá)1um,轉(zhuǎn)速輸出精度可達(dá)0.01%(10000轉(zhuǎn)內(nèi)),位移輸出精度可達(dá)0.01mm。本課題所設(shè)計(jì)完成的多功能校驗(yàn)儀,輸出信號(hào)精準(zhǔn)、穩(wěn)定,能夠較好地模擬旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行的狀態(tài)。該校驗(yàn)儀有效地解決了傳統(tǒng)校驗(yàn)設(shè)備操作復(fù)雜、功能單一、自動(dòng)化程度低的問題。具有較高的使用價(jià)值,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢修旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和故障分析系統(tǒng)有重要的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：振動(dòng) 位移 轉(zhuǎn)速 TSI校驗(yàn)儀 嵌入式系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH17
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-11
• 英語縮略語11-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 課題背景12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本課題研究的內(nèi)容14-15
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)15-17
• 第二章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和校驗(yàn)方法研究17-29
• 2.1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述17
• 2.2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械各監(jiān)測(cè)狀態(tài)量和物理意義17-20
• 2.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)中所使用的傳感器和儀表20-26
• 2.3.1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)中的測(cè)量傳感器20-23
• 2.3.2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)中的測(cè)量?jī)x表23-24
• 2.3.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)中的校驗(yàn)儀24-25
• 2.3.4 旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)中的故障診斷系統(tǒng)25-26
• 2.4 振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的研究26-27
• 2.5 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的分析技術(shù)27-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第三章 多功能校驗(yàn)儀的硬件設(shè)計(jì)29-56
• 3.1 市場(chǎng)對(duì)校驗(yàn)儀的功能需求29
• 3.2 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電渦流傳感器的設(shè)計(jì)29-35
• 3.2.1 電渦流傳感器工作原理29-32
• 3.2.2 電渦流傳感器工作性能及特點(diǎn)32-35
• 3.3 校驗(yàn)儀的結(jié)構(gòu)及硬件設(shè)計(jì)35-49
• 3.3.1 系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)38-39
• 3.3.2 信號(hào)預(yù)處理電路的設(shè)計(jì)39-41
• 3.3.3 AD數(shù)模采樣41-43
• 3.3.4 FPGA電路43
• 3.3.5 DSP電路43-45
• 3.3.6 ARM電路45-47
• 3.3.7 網(wǎng)絡(luò)接口電路47
• 3.3.8 CAN通訊和485通訊電路47-49
• 3.4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)49-52
• 3.4.1 原理圖可靠性設(shè)計(jì)49-50
• 3.4.2 PCB可靠性設(shè)計(jì)50-52
• 3.5 系統(tǒng)硬件電路的調(diào)試52-55
• 3.6 本章小結(jié)55-56
• 第四章 校驗(yàn)儀系統(tǒng)軟硬件開發(fā)56-76
• 4.1 基于6410核心板的嵌入式linux系統(tǒng)開發(fā)56-63
• 4.1.1 linux系統(tǒng)下校驗(yàn)儀的應(yīng)用軟件57-58
• 4.1.2 靜態(tài)校驗(yàn)軟件設(shè)計(jì)58-60
• 4.1.3 動(dòng)態(tài)校驗(yàn)軟件設(shè)計(jì)60-63
• 4.2 DSP軟件開發(fā)63-70
• 4.2.1 DSP軟件工作流程64-65
• 4.2.2 DSP內(nèi)部AD的數(shù)據(jù)采集65-68
• 4.2.3 DSP的數(shù)據(jù)通訊68-70
• 4.3 FPGA程序開發(fā)70-75
• 4.3.1 FPGA的SPI通訊實(shí)現(xiàn)71-72
• 4.3.2 FPGA實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速計(jì)算實(shí)現(xiàn)72-73
• 4.3.3 FPGA的AD采樣控制實(shí)現(xiàn)73-75
• 4.4 本章小結(jié)75-76
• 第五章 多功能校驗(yàn)儀的測(cè)試與驗(yàn)證76-83
• 5.1 EPRO MMS6000框架系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)76-77
• 5.2 位移系統(tǒng)的校驗(yàn)77-78
• 5.3 振動(dòng)系統(tǒng)的校驗(yàn)78-79
• 5.4 轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的校驗(yàn)79-80
• 5.5 PR6423渦流傳感器進(jìn)行校驗(yàn)80-82
• 5.5.1 PR6423全自動(dòng)的靜態(tài)特性校驗(yàn)80-81
• 5.5.2 PR6423全自動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性校驗(yàn)81-82
• 5.6 本章小結(jié)82-83
• 第六章 總結(jié)與展望83-86
• 6.1 工作總結(jié)83-84
• 6.2 展望84-86
• 參考文獻(xiàn)86-89
• 致謝89-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文90

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本文編號(hào)：1109084