空压机关键参数实时监测系统的设计与实现
空压机关键参数实时监测系统的设计与实现[20200121205127]
摘 要
英格索兰是一家拥有130多年历史的多元化工业公司，属于全球五百强企业之一。本项目就是为该公司的主要产品空气压缩机设计性能测试系统，质量不过关的的产品将被自动挑选出来并记录不合格参数的来源及相关数据。
本系统主要是用LabVIEW编写上位机程序，实现对无油空气压缩机的各关键性能参数的检测功能，并且通过采集卡、PID等对各数字量模拟量进行控制。
整个项目的设计非常庞大，本课题仅负责对空压机的温度、压力、流量三个物理量的检测进行设计与实现。主要是对各油路和气路的温度值，压力值以及流量值进行实时的监测，测试过程中参数一旦超过正常范围则发出警报，若超过最大允许范围则自动停止机器的运行。并且能够将这些数据通过数据库保存下来，供用户查询所用。最后，检测结果通过报表打印出来。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:空压机实时监测LabVIEW
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 研究方法和系统描述 1
1.3论文章节安排 2
2 LabVIEW应用概述 4
2.1虚拟仪器技术 4
2.2 LabVIEW简介 4
2.3 LabVIEW开发平台的优势 4
2.4基于LabVIEW的数据采集 5
2.4.1 数据采集卡的分类 5
2.4.2 采样定理 5
3 空压机实时监测系统总体方案设计与硬件配置 8
3.1 测试系统的功能分析 8
3.2 测试系统的总体构成 8
3.3测试系统的硬件配置 9
3.3.1 数据采集卡选型 9
4 系统软件设计与功能实现 16
4.1 测试系统的软件总体设计 16
4.2 测试系统的用户界面设计 18
4.3 测试系统的软件程序框图设计 19
4.3.1 初始化程序设计 20
4.3.2 RT程序数据采集并实现主程序通讯 22
4.3.3 控制量的输出AO、DO的设计与实现 23
4.3.4 转换电信号为实际量 24
4.3.5 实时监测各报警信息 25
4.3.6 利用数据库进行数据的存储及查询 26
4.3.7 打印测试报告 27
4.3.8 结束测试或开始下一轮测试 28
4.4 调试结果与分析 28
5 总结与展望 31
5.1 总结 31
5.2 展望 31
参考文献 32
致 谢 33
1 绪论
1.1 研究背景与意义
近年来压缩机行业经济增速非常明显。从2010年3月1日起空压机行业开始实行能效标识制度，这也是各压缩机厂家快速恢复运转的一个主要原因。如今中国压缩机制造行业大规模企业近400家。这些企业中有很多都抓住了市场升温的大好时机，大力整顿产品结构，主攻一些中高端的市场。仅仅最近一年时间里，空压机的主机制造设在中国的国外公司就包括英格索兰、阿特拉斯?科普克、登福公司及汉钟等。也正因为如此，受到整个行业整机竞争日益加剧的影响，这些跨国巨头们也开始迈向了低价的队伍，在残酷的企业同行竞争的大环境下，除了价格公道以外，最重要的也是最关键的就是产品的质量了，只有把住质量这关，才能站稳脚跟，不被残酷的企业竞争所打垮。
为了抓质量，就必须在出厂前做足各种质量的检测，以确保交到用户手里的产品是百分百的质量合格产品，只有这样才能让生产者有底气，让消费者放宽心。本项目就是利用先进的虚拟仪器技术，用LabVIEW编写上位机程序，使用NI的PXI工控机采集关键数据以及精确控制各个重要部件的工作。本项目的设计运用了标准总线技术、数字信号处理技术、计算机技术和软件工程方法，这些先进的技术在现代工业工程中的运用也得到了越来越广泛的普及。
本测试系统是专门替英格索兰设计的，用于检测该企业生产的无油空气压缩机的出厂前的各项性能指标是否合格。对该企业甚至对该行业的质量把关这一块做了很好的研究，意义很大，更值得一提的是，英格索兰公司很快将投入的有油机检测工程，我们的研究对他们也有很大的帮助和参考意义。我相信我们做出的努力使很有意义的！
1.2 研究方法和系统描述
设计本项目需要对虚拟仪器技术、LabVIEW软件开发平台、无油空气压缩机的工作原理、现代测试技术以及电气检测理论等技术有一定的了解。在熟悉LabVIEW软件开发平台编程技术、无油空气压缩机的工作原理、现代测试技术及电气检测理论等专业知识的基础上，综合应用所学专业知识，采用先进的虚拟仪器技术编写逻辑严谨，功能全面的上位机程序，实现对无油空压机的关键参数进行可信度高的实时监测功能。本项目的?具体功能要求有：
1、测试系统利用NI PXI 1042机箱并选用PXI6704、PXI6225、PXI6513、PXI6514、PXI8433/4数据采集卡采，本课题涉及到的主要是两块PXI6225板卡、一块6514板卡。AI口用来采集各传感器的输入信号，DI/DO用于数字量的处理。在程序中对这些数据进行分析和计算处理。
2、要求程序界面及控制柜能够实时地显示无油机各关键部位的温度压力等参数值，并在超过正常范围时发出警报，超过最大允许值时能自动停止设备的运行。并且要设计友好的界面能较好地呈现机器运行参数的变化。
3、空压机关键参数的实时监测系统利用QG110齿轮流量计测量流量，TP180温压双传感器测量温度，信号通过魏德米勒隔离模块由PXI6225采集并在程序里进行分析，并作出是否符合产品要求等逻辑性判断，由判断结果作出相应的动作以保证整个系统的安全可靠。
系统设计的基本内容应包括：
①编制应用程序，实现对无油空压机的关键参数的实时监测功能，系统具体功能描述及功能要求在上中文已列出。②系统要求采用LabVIEW 软件平台开发相应的软件，并且选择相应的硬件。③系统软件具有交互式的友好界面。④实现检测数据的存储与查询，检测结果报表的打印功能。⑤对系统进行反复的调试，确保所有功能完整实现。⑥设计完成撰写使用说明书。
1.3论文章节安排
本文在对虚拟仪器技术、LabVIEW软件开发平台、空压机工作原理、现代测试技术及电气检测理论等技术的发展现状有一定的了解的基础上，设计并阐述了如何完成对空压机关键参数进行实时监测的目的。通过LabVIEW编写上位机程序，利用PXI工控机来控制仪器，采集所需数据，在程序里通过先进的算法来实现对数据的分析，并依据数据来分辨产品的合格与否。
本文将分五章来逐一阐述以上各部分内容：
第一章为绪论，阐述了空压机关键参数的实时监测系统的研究背景与意义，并介绍完成这项工作所用到的知识以及具体的硬件产品，简单地描述了设计本项目需要完成的目标。阐明了利用虚拟仪器设计本项目的优势，以及行业现况，展示了本项目相当可观的实用意义。
第二章为LabVIEW应用概述，主要是对虚拟仪器方面的知识进行简单介绍，详细介绍了LabVIEW编程软件。介绍LabVIEW时主要选择的是跟本文所用到的相关的知识，其中一部分是摘抄的专业书籍内容，一部分是摘抄的网络资源，一部分是个人的理解及心得体会。介绍的内容主要包括虚拟仪器技术简介、使用LabVIEW的优势等。接下来对数据采集卡以及数据采集方面的知识进行介绍。作这些工作主要是为下文讲述的有关数据采集方面的内容做铺垫。
第三章为空压机实时监测系统总体方案设计与硬件配置，这一章首先对整个测试系统功能作了一下介绍，然后讲述如何设计并搭建整个测试系统。画出流程图，并讲述选用哪些硬件或仪器，以及对选用的硬件作简要的介绍。对硬件在整个系统中的作用也有一定的讲述。
摘 要
英格索兰是一家拥有130多年历史的多元化工业公司，属于全球五百强企业之一。本项目就是为该公司的主要产品空气压缩机设计性能测试系统，质量不过关的的产品将被自动挑选出来并记录不合格参数的来源及相关数据。
本系统主要是用LabVIEW编写上位机程序，实现对无油空气压缩机的各关键性能参数的检测功能，并且通过采集卡、PID等对各数字量模拟量进行控制。
整个项目的设计非常庞大，本课题仅负责对空压机的温度、压力、流量三个物理量的检测进行设计与实现。主要是对各油路和气路的温度值，压力值以及流量值进行实时的监测，测试过程中参数一旦超过正常范围则发出警报，若超过最大允许范围则自动停止机器的运行。并且能够将这些数据通过数据库保存下来，供用户查询所用。最后，检测结果通过报表打印出来。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:空压机实时监测LabVIEW
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 研究方法和系统描述 1
1.3论文章节安排 2
2 LabVIEW应用概述 4
2.1虚拟仪器技术 4
2.2 LabVIEW简介 4
2.3 LabVIEW开发平台的优势 4
2.4基于LabVIEW的数据采集 5
2.4.1 数据采集卡的分类 5
2.4.2 采样定理 5
3 空压机实时监测系统总体方案设计与硬件配置 8
3.1 测试系统的功能分析 8
3.2 测试系统的总体构成 8
3.3测试系统的硬件配置 9
3.3.1 数据采集卡选型 9
4 系统软件设计与功能实现 16
4.1 测试系统的软件总体设计 16
4.2 测试系统的用户界面设计 18
4.3 测试系统的软件程序框图设计 19
4.3.1 初始化程序设计 20
4.3.2 RT程序数据采集并实现主程序通讯 22
4.3.3 控制量的输出AO、DO的设计与实现 23
4.3.4 转换电信号为实际量 24
4.3.5 实时监测各报警信息 25
4.3.6 利用数据库进行数据的存储及查询 26
4.3.7 打印测试报告 27
4.3.8 结束测试或开始下一轮测试 28
4.4 调试结果与分析 28
5 总结与展望 31
5.1 总结 31
5.2 展望 31
参考文献 32
致 谢 33
1 绪论
1.1 研究背景与意义
近年来压缩机行业经济增速非常明显。从2010年3月1日起空压机行业开始实行能效标识制度，这也是各压缩机厂家快速恢复运转的一个主要原因。如今中国压缩机制造行业大规模企业近400家。这些企业中有很多都抓住了市场升温的大好时机，大力整顿产品结构，主攻一些中高端的市场。仅仅最近一年时间里，空压机的主机制造设在中国的国外公司就包括英格索兰、阿特拉斯?科普克、登福公司及汉钟等。也正因为如此，受到整个行业整机竞争日益加剧的影响，这些跨国巨头们也开始迈向了低价的队伍，在残酷的企业同行竞争的大环境下，除了价格公道以外，最重要的也是最关键的就是产品的质量了，只有把住质量这关，才能站稳脚跟，不被残酷的企业竞争所打垮。
为了抓质量，就必须在出厂前做足各种质量的检测，以确保交到用户手里的产品是百分百的质量合格产品，只有这样才能让生产者有底气，让消费者放宽心。本项目就是利用先进的虚拟仪器技术，用LabVIEW编写上位机程序，使用NI的PXI工控机采集关键数据以及精确控制各个重要部件的工作。本项目的设计运用了标准总线技术、数字信号处理技术、计算机技术和软件工程方法，这些先进的技术在现代工业工程中的运用也得到了越来越广泛的普及。
本测试系统是专门替英格索兰设计的，用于检测该企业生产的无油空气压缩机的出厂前的各项性能指标是否合格。对该企业甚至对该行业的质量把关这一块做了很好的研究，意义很大，更值得一提的是，英格索兰公司很快将投入的有油机检测工程，我们的研究对他们也有很大的帮助和参考意义。我相信我们做出的努力使很有意义的！
1.2 研究方法和系统描述
设计本项目需要对虚拟仪器技术、LabVIEW软件开发平台、无油空气压缩机的工作原理、现代测试技术以及电气检测理论等技术有一定的了解。在熟悉LabVIEW软件开发平台编程技术、无油空气压缩机的工作原理、现代测试技术及电气检测理论等专业知识的基础上，综合应用所学专业知识，采用先进的虚拟仪器技术编写逻辑严谨，功能全面的上位机程序，实现对无油空压机的关键参数进行可信度高的实时监测功能。本项目的?具体功能要求有：
1、测试系统利用NI PXI 1042机箱并选用PXI6704、PXI6225、PXI6513、PXI6514、PXI8433/4数据采集卡采，本课题涉及到的主要是两块PXI6225板卡、一块6514板卡。AI口用来采集各传感器的输入信号，DI/DO用于数字量的处理。在程序中对这些数据进行分析和计算处理。
2、要求程序界面及控制柜能够实时地显示无油机各关键部位的温度压力等参数值，并在超过正常范围时发出警报，超过最大允许值时能自动停止设备的运行。并且要设计友好的界面能较好地呈现机器运行参数的变化。
3、空压机关键参数的实时监测系统利用QG110齿轮流量计测量流量，TP180温压双传感器测量温度，信号通过魏德米勒隔离模块由PXI6225采集并在程序里进行分析，并作出是否符合产品要求等逻辑性判断，由判断结果作出相应的动作以保证整个系统的安全可靠。
系统设计的基本内容应包括：
①编制应用程序，实现对无油空压机的关键参数的实时监测功能，系统具体功能描述及功能要求在上中文已列出。②系统要求采用LabVIEW 软件平台开发相应的软件，并且选择相应的硬件。③系统软件具有交互式的友好界面。④实现检测数据的存储与查询，检测结果报表的打印功能。⑤对系统进行反复的调试，确保所有功能完整实现。⑥设计完成撰写使用说明书。
1.3论文章节安排
本文在对虚拟仪器技术、LabVIEW软件开发平台、空压机工作原理、现代测试技术及电气检测理论等技术的发展现状有一定的了解的基础上，设计并阐述了如何完成对空压机关键参数进行实时监测的目的。通过LabVIEW编写上位机程序，利用PXI工控机来控制仪器，采集所需数据，在程序里通过先进的算法来实现对数据的分析，并依据数据来分辨产品的合格与否。
本文将分五章来逐一阐述以上各部分内容：
第一章为绪论，阐述了空压机关键参数的实时监测系统的研究背景与意义，并介绍完成这项工作所用到的知识以及具体的硬件产品，简单地描述了设计本项目需要完成的目标。阐明了利用虚拟仪器设计本项目的优势，以及行业现况，展示了本项目相当可观的实用意义。
第二章为LabVIEW应用概述，主要是对虚拟仪器方面的知识进行简单介绍，详细介绍了LabVIEW编程软件。介绍LabVIEW时主要选择的是跟本文所用到的相关的知识，其中一部分是摘抄的专业书籍内容，一部分是摘抄的网络资源，一部分是个人的理解及心得体会。介绍的内容主要包括虚拟仪器技术简介、使用LabVIEW的优势等。接下来对数据采集卡以及数据采集方面的知识进行介绍。作这些工作主要是为下文讲述的有关数据采集方面的内容做铺垫。
第三章为空压机实时监测系统总体方案设计与硬件配置，这一章首先对整个测试系统功能作了一下介绍，然后讲述如何设计并搭建整个测试系统。画出流程图，并讲述选用哪些硬件或仪器，以及对选用的硬件作简要的介绍。对硬件在整个系统中的作用也有一定的讲述。
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