【摘要】： 生產(chǎn)的安全性問題,特別是生產(chǎn)設(shè)備的安全備受人們的關(guān)注,機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)是人們對設(shè)備安全性要求越來越高而逐漸興起的一項(xiàng)新技術(shù),由線圈繞成的轉(zhuǎn)子控制棒位的驅(qū)動機(jī)構(gòu)是大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的關(guān)鍵部件,它直接關(guān)系到大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的正常運(yùn)行。大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子由于功率大、轉(zhuǎn)速高、流量大、壓力高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、監(jiān)控儀表繁多,運(yùn)行及檢修要求高,因此在設(shè)計、制造、安裝、檢修、運(yùn)行等環(huán)節(jié)稍有不當(dāng),都會造成機(jī)組在運(yùn)行時發(fā)生種種故障。因此,認(rèn)真做好大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷工作,對避免惡性設(shè)備損壞事故的發(fā)生,降低停機(jī)次數(shù)和縮短停機(jī)時間、減少企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失是十分必要的。本論文旨在集成先進(jìn)的計算機(jī)、電子、信息處理和機(jī)械工藝設(shè)計等技術(shù),研制開發(fā)出高精度的用于大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子故障監(jiān)測的電感測量儀,為此類大型機(jī)械設(shè)備提供故障監(jiān)測技術(shù),保障機(jī)械系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。 本文采用通過測量線圈電感的方法來檢測旋轉(zhuǎn)機(jī)械的開合距離,從而判斷大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械是否發(fā)生了故障。儀器專門針對大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的工作特性設(shè)計了自動切換、放電檢測、電感測量單元等電子學(xué)單元。自動切換單元通過選用新型光耦繼電器來切換大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的線圈同儀器和電源的連接,該切換電路具有隔離度高、響應(yīng)時間快的特點(diǎn)。電感測量單元采用現(xiàn)在智能儀器中流行的矢量電壓-電流法來測電感,大大降低了測量時間,提高了測量的準(zhǔn)確性。同時,由于轉(zhuǎn)子的開合距離與電感量并無明確的數(shù)學(xué)關(guān)系,所以在軟件上通過曲線擬合建立了線圈電感變化量同轉(zhuǎn)子開合距離的關(guān)系。 論文取得的主要成果有: 1、研制了針對大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子的自動切換電路,保證了儀器在監(jiān)測時不影響機(jī)構(gòu)正常工作。 2、研制了電感測量單元,采用矢量電壓-電流法,提高了測量的準(zhǔn)確性并縮短了測量時間。 3、用ARM和FPGA兩片芯片組成控制核心,增加了系統(tǒng)的控制能力。 4、在硬件的基礎(chǔ)上,開發(fā)了人機(jī)界面友好的軟件,并建立了電感變化量與轉(zhuǎn)子開合距離的回歸方程。 樣機(jī)完成后,對樣機(jī)的性能進(jìn)行了測試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對標(biāo)準(zhǔn)電感進(jìn)行測量時,儀器相對誤差小于3.8%,多次連續(xù)測量,得到系統(tǒng)的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.14%;通過對實(shí)際電感變化量與轉(zhuǎn)子開合距離的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,得到回歸誤差小于0.3;對實(shí)際旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子開合距離測量時,誤差小于0.5,滿足轉(zhuǎn)子開合距離誤差小于0.5的要求。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH165.3
【圖文】：

廠笛兄一~~翌日石幾叫峋廣卜一亡到羅““圖3一 15FPGA內(nèi)部的頂層原理圖1.譯碼模塊在整個測試過程中需要對很多外部器件或者FPGA內(nèi)部的鎖存器、觸發(fā)器等單元進(jìn)行操作，如果只是簡單的用微控制器的通用1/0口來進(jìn)行控制，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠用的。在本設(shè)計中，將微控制器的16根數(shù)據(jù)總線和16根地址線引入到FPGA內(nèi)部，然后在FPGA中對其進(jìn)行全譯碼。這樣，微控制器就可以將這些器件或者邏輯單元當(dāng)作外部擴(kuò)展存儲器，使用讀/寫外部存儲器的指令對這些器件或者單元進(jìn)行讀/寫操作。下面是用 veri109程序?qū)崿F(xiàn)的地址譯碼: aSSsgnregmux_CS=(!cSI)…(!。e)lwe}(!A15)I(!A14)J(!Als)://模擬開關(guān)片選 assignrega走es二 (!CSI)1oej(!we)J(!A15)，(!A14)I(A13);//AD574的片選 assignregk_es=(!es川(!。e)Jwe{(!A15)}A14}(!A13);//頻率控制字的片選2.鎖存器模塊當(dāng)微控制器執(zhí)行寫操作的指令時

4.2.3系統(tǒng)人機(jī)界面的設(shè)計上位機(jī)界面程序的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)人機(jī)友好交互界面和數(shù)據(jù)的處理分析。軟件界面如圖4一3所示，主要實(shí)現(xiàn)文件操作，控制儀器的測量過程、設(shè)置測量參數(shù)、電感實(shí)時曲線繪制、曲線擬合等功能，其主要特點(diǎn)是操作簡單、直觀。

定統(tǒng)采用一元線性回歸方程來擬合電感變化量與轉(zhuǎn)子開合距離的對算法的可用性進(jìn)行分析，主要是使用實(shí)測的標(biāo)定數(shù)據(jù)和測量得到的誤差情況。表5一3是電感變化量與轉(zhuǎn)子開合距離的標(biāo)表5一3系統(tǒng)標(biāo)定結(jié)果

本文編號：2769199