基于嵌入式技术的风机运行状态在线监测系统开发
本文关键词：基于嵌入式技术的风机运行状态在线监测系统开发 出处：《北京工业大学》2012年硕士论文 论文类型：学位论文
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【摘要】：本文开发了一种基于嵌入式技术的风机运行状态在线监测系统，实现对风机各个状态参量的实时显示，，并对异常状态量进行诊断和预警。其中，所需监测的风机运行状态量包括电机定子温度、电机轴瓦温度、风机轴瓦温度、风机振动、风机负压以及电机的电流和电压信号。该系统可对风机运行时的异常状态进行实时报警，并对报警记录进行存储。根据基于嵌入式技术的风机运行状态在线监测系统的特点和功能需求，将该系统设计为硬件层、引导层、内核层、UI层、应用层五层模型，并对软硬件系统进行了模块化设计。 在硬件采集单元设计中，风机状态量的数据采集单元是传感器和智能仪表，各类智能仪表均支持RS-485总线通讯方式。采集单元和嵌入式系统平台之间经RS-485/232转换器，采用Modbus协议进行数据通讯，从而实现对多状态量实时监测。通过设计各模块硬件电路和开发驱动程序，完成了由通讯模块、人机交互模块、音频模块和SD卡存储模块组成的嵌入式硬件平台的构建，实现了各模块的有机结合，具备了良好的硬件平台功能。 本系统采用ARM9-Linux体系结构，在软件开发过程中，采用交叉编译方法，实现在PC宿主机进行程序开发并在目标机上运行的目的。采用LCD触摸屏实时显示风机的状态量，对风机的异常状态量采用声光报警方式，可实时预警风机发生异常的位置和状态。基于Qt图形应用程序框架开发了图形用户界面，并嵌入Qwt扩展库进行相关状态量的实时工况曲线绘制。本软件系统调用SQLite开源数据库对风机的运行状态及数据进行管理，并将风机的状态记录和状态参量数据以*.txt文件格式定时存储到SD卡中，以备对风机进行状态分析和故障诊断之用。 本系统实现了风机运行状态在线监测系统的实时性、准确性和稳定性，可确保风机的安全运行。
[Abstract]:In this paper, an on-line monitoring system of fan's running state based on embedded technology is developed, which can display every state parameter of fan in real time, and diagnose and warn the abnormal state quantity. The operating state of fan needed to be monitored includes stator temperature of motor, temperature of motor bearing, temperature of fan bearing, vibration of fan. The negative pressure of fan and the current and voltage signal of motor. The system can alarm the abnormal state of fan in real time. According to the characteristics and functional requirements of the on-line monitoring system of fan running status based on embedded technology, the system is designed as hardware layer, guide layer, kernel layer and UI layer. The application layer five-layer model and the modularization design of the software and hardware system are presented. In the design of hardware acquisition unit, the data acquisition unit of fan state quantity is sensor and intelligent instrument. All kinds of intelligent instruments support RS-485 bus communication mode. The data communication between acquisition unit and embedded system platform is implemented by RS-485/232 converter and Modbus protocol. Through the design of the hardware circuit of each module and the development of the driver, the communication module and the human-computer interaction module are completed. The construction of embedded hardware platform composed of audio module and SD card storage module realizes the organic combination of each module and has good hardware platform function. The system adopts ARM9-Linux architecture and cross compiling method in the process of software development. The purpose of program development in PC host computer and running on target computer is realized. The state quantity of fan is displayed in real time by LCD touch screen and acousto-optic alarm mode is used for abnormal state quantity of fan. The user interface is developed based on QT graphical application program framework. And embedded the Qwt extension library to draw the real-time working condition curve of the relevant state quantities. This software system calls the SQLite open source database to manage the running state and data of the fan. The state record and the state parameter data of the fan are stored in SD card in the format of .txt file for the purpose of state analysis and fault diagnosis of the fan. The system realizes the real-time, accuracy and stability of the on-line monitoring system of fan running state, and can ensure the safe operation of fan.
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP274;TP368.1
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