本文關(guān)鍵詞：基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的泵在線能耗分析系統(tǒng)的研發(fā)

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【摘要】：當(dāng)前國(guó)內(nèi)泵類(lèi)產(chǎn)品和國(guó)際一流廠商的同類(lèi)產(chǎn)品相比,效率偏低、能耗較高,在國(guó)家“十三五”規(guī)劃節(jié)能減排的要求下,泵類(lèi)產(chǎn)品節(jié)能降耗是一個(gè)必然趨勢(shì)。雖然應(yīng)用新的設(shè)計(jì)理論和新的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出更加高效的水泵也是一種途徑,但是在當(dāng)前泵類(lèi)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用的大背景下,對(duì)泵進(jìn)行性能監(jiān)測(cè)和能耗分析,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行泵系統(tǒng)的升級(jí)改造和更新?lián)Q代,才是當(dāng)務(wù)之急。因此結(jié)合計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,開(kāi)發(fā)出一套普適性和經(jīng)濟(jì)性較高的泵在線能耗測(cè)試系統(tǒng),對(duì)泵的節(jié)能降耗具有重要作用。本文首先分析了當(dāng)前泵能耗分析系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題,根據(jù)泵性能和能耗分析的理論基礎(chǔ),確定了系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)參數(shù)和測(cè)試方案。針對(duì)目前泵轉(zhuǎn)速在線測(cè)試存在的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種新的測(cè)試方案,并給出了方案的硬件設(shè)計(jì),開(kāi)發(fā)出了一種新的轉(zhuǎn)速測(cè)試系統(tǒng)。針對(duì)電機(jī)效率在線測(cè)試不便的問(wèn)題,結(jié)合一款智能電表,根據(jù)電機(jī)的輸入功率和運(yùn)行電流,計(jì)算出泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的效率,解決了泵的轉(zhuǎn)速和電機(jī)效率測(cè)試問(wèn)題。將測(cè)試儀器和無(wú)線發(fā)射器通過(guò)RS232/485連接,改造為無(wú)線儀器,組網(wǎng)后形成一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),配合Labwindows/CVI開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用上位機(jī)軟件,實(shí)現(xiàn)了泵能耗分析的目的。本文主要的研究工作和結(jié)論如下:(1)對(duì)泵當(dāng)前能耗分析系統(tǒng)存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析,結(jié)合系統(tǒng)向著可視化、儀器虛擬化數(shù)字化的發(fā)展方向,進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。分析泵的基礎(chǔ)理論,確定了系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的主要參數(shù)和測(cè)試儀器。(2)開(kāi)發(fā)出一種基于無(wú)傳感器技術(shù)的轉(zhuǎn)速測(cè)量方法,設(shè)計(jì)了硬件和單片機(jī)處理模塊,從中分析出電機(jī)運(yùn)行的電源頻率f_1和轉(zhuǎn)差頻率f_2,根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算公式得到轉(zhuǎn)速。實(shí)驗(yàn)表明,和當(dāng)前比較可靠的扭矩儀測(cè)量轉(zhuǎn)速方法相比,轉(zhuǎn)速誤差在0.5%以內(nèi),具有較高的精度。(3)針對(duì)電機(jī)效率工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)在線測(cè)試存在的問(wèn)題,應(yīng)用電機(jī)輸入輸出能量關(guān)系表達(dá)式和電機(jī)負(fù)載率計(jì)算公式,分析得到電機(jī)效率的計(jì)算表達(dá)式。結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算效率和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)相差在2%以內(nèi)。進(jìn)行電機(jī)試驗(yàn),測(cè)試的最大誤差在1.06%以內(nèi),表明該方法具有較高的精度。(4)確定了系統(tǒng)的測(cè)試參數(shù)和測(cè)量?jī)x表后,結(jié)合Zig Bee無(wú)線發(fā)射器模塊,完成設(shè)備的無(wú)線改造。設(shè)備根據(jù)Zig Bee的無(wú)線組網(wǎng)方式進(jìn)行組網(wǎng)和計(jì)算路由,可以快速搭建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。(5)結(jié)合組建的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),應(yīng)用Labwindows/CVI開(kāi)發(fā)了無(wú)線能耗分析系統(tǒng),系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)泵性能的監(jiān)測(cè)和能耗分析的功能,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果誤差在3%以內(nèi)。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5;TP212.9

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本文編號(hào)：1290819