本文關(guān)鍵詞：感應電爐的高速數(shù)據(jù)采集與故障分析系統(tǒng)

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【摘要】：感應電爐在工業(yè)上的應用十分廣泛,主要用于熔煉鋼、鐵、銅、鋁及合金等,具有熔化效率高,節(jié)電效果好以及熔煉成分均勻等特點。由于感應電爐熔煉金屬所需要的能量非常高,所以用于驅(qū)動感應電爐的電氣柜功率也非常高。電氣柜的主電路是整流逆變電路,電路的關(guān)鍵器件是可控硅(SCR)。主電路的原理雖然簡單,但是由于其中含有各種輔助電路,所以當電路出現(xiàn)故障的時候,很難快速判斷故障源。而且一般出現(xiàn)故障后,維修人員只能根據(jù)故障電路的損壞結(jié)果推測故障原因,所以這種方式的效率和準確率都非常低。針對上面所說的問題,本文提出了感應電爐的高速數(shù)據(jù)采集和故障分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要分為兩個部分：高速數(shù)據(jù)采集和故障分析。高速數(shù)據(jù)采集模塊實時對主電路中各個參數(shù)進行高速采樣和故障監(jiān)測,當判斷出現(xiàn)故障的時候,將故障時間點前后的采樣數(shù)據(jù)都及時保存下來。我們可以通過現(xiàn)場和遠程兩種手段對故障數(shù)據(jù)進行下載,并在PC端恢復故障時的信號波形。這樣,對于故障的判斷方式由故障后的結(jié)果這一個時間點擴展到故障發(fā)生前后這一個時間段。同時我們將故障數(shù)據(jù)提供給下一步故障分析模塊進行故障數(shù)據(jù)的分析。故障分析模塊主要功能是將故障數(shù)據(jù)進行預處理、降維和分類。本文將故障劃分為幾個類,然后對每個類的故障數(shù)據(jù)先進行預處理,然后使用ISOMAP (Isometric Mapping)降維算法,得到每個類的數(shù)據(jù)降維結(jié)果。當出現(xiàn)故障數(shù)據(jù)樣本點的時候,將該樣本點代入每種故障數(shù)據(jù)集合,計算降維重構(gòu)誤差,取重構(gòu)誤差最小的類作為樣本點的故障類。我們通過高速數(shù)據(jù)采集獲得比較詳細的故障信息,通過故障分析,獲得關(guān)于故障信息的一個分析結(jié)果。兩者相輔相成,密不可分。同時也可以知道,高速數(shù)據(jù)采集模塊是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ),而故障分析是系統(tǒng)的延伸和拓展。通過高速數(shù)據(jù)采集獲得的故障信息為技術(shù)人員的人工故障分析提供了強有力的依據(jù),而人工分析如果結(jié)合故障分析則能快速獲得準確的分析結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：感應電爐 高速數(shù)據(jù)采集 故障分析 ISOMAP算法
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG232.3;TP274.2
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 背景與意義10-12
• 1.2 感應電爐的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 高速數(shù)據(jù)采集的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文主要工作15-16
• 1.5 本文的組織結(jié)構(gòu)16-18
• 2 高速數(shù)據(jù)采集模塊的分析與設(shè)計18-36
• 2.1 模塊總體設(shè)計18-23
• 2.1.1 硬件總體框架18-19
• 2.1.2 軟件總體框架19-23
• 2.2 采樣模式的設(shè)計23-27
• 2.2.1 采樣速度的分析23-26
• 2.2.2 故障信息的存儲26-27
• 2.3 故障監(jiān)測算法的設(shè)計27-29
• 2.4 系統(tǒng)的可靠性分析與設(shè)計29-36
• 2.4.1 數(shù)據(jù)采集線程的監(jiān)督30-33
• 2.4.2 看門狗程序33
• 2.4.3 多線程運行穩(wěn)定性分析33-36
• 3 感應電爐的故障分析36-68
• 3.1 感應電爐故障的分類36-49
• 3.1.1 整流電路的故障分類37-46
• 3.1.2 逆變電路的故障分類46-49
• 3.2 基礎(chǔ)算法介紹49-55
• 3.2.1 MDS算法50-51
• 3.2.2 ISOMAP算法51-52
• 3.2.3 RkNN算法52-53
• 3.2.4 多流行分類方法53-55
• 3.3 感應電爐主電路的故障分析55-68
• 3.3.1 故障數(shù)據(jù)的預處理55-57
• 3.3.2 整流電路故障分析57-64
• 3.3.3 逆變電路故障分析64-68
• 4 系統(tǒng)的實現(xiàn)與應用68-74
• 4.1 系統(tǒng)實現(xiàn)效果68-70
• 4.1.1 運行主界面69
• 4.1.2 故障下載69-70
• 4.1.3 狀態(tài)顯示窗口70
• 4.2 數(shù)據(jù)的分析70-74
• 5 總結(jié)與展望74-76
• 5.1 總結(jié)74-75
• 5.2 展望75-76
• 參考文獻76-80
• 作者在學期間取得的科研成果80

【參考文獻】

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本文編號：685189