6M25往复式压缩机状态监测系统研究

摘要

大型六缸M型往复压缩机是化工气体压缩的重要装备，设备规模大，价格昂贵。该类压缩机运行工况恶劣，若发生故障易对压缩机产生巨大破坏和人员伤亡严重事故。通过对压缩机建立实时在线的状态监测与故障诊断系统，及时掌握设备的运行状况，预知设备的异常，减少设备故障率与维修费用，实现设备安全、稳定、长周期运行，使设备管理现代化。 首先，针对“6M25往复式压缩机状态监测与故障诊断系统”的要求，构建了基于“传感器与变送器-PLC-工控机”硬件架构的监测系统，并综合考虑现场复杂环境和多种因素对硬件进行选型。 其次，在分析对比S7通讯网络MPI、PROFIBU和工业以太网各自特点和适用范围的基础上，为了确保监测系统通讯的可靠性，采用MPI方式实现工控机和PLC之间的通信。研究了在：Delphi开发环境中，调用PRODAVE S7动态链接库，采用MPI方式实现监测系统的工控机与PLC之间的通信。 再次，对基于Delphi的监测软件和基于STEP7的PLC的程序进行了设计和研究；此外在信号预处理、抗干扰设计等方面进行了研究。 最后，对现场安装和运行实验进行了介绍。运行情况表明，监测系统能完全满足压缩机运行状态实时监测及精度要求，故障预报警准确，系统运行情况良好。该监测系统技术研究对建立大型设备的状态监测和故障诊断系统具有很好的借鉴和参考价值。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1项目来源和研究目的

1.1.1项目来源

1.1.2研究目的

1.2在线监测技术研究现状和发展趋势

1.2.1研究现状

1.2.2发展趋势

1.3基于PLC监测系统的开发技术

1.3.1 PLC技术

1.3.2面向对象的程序设计方法

1.3.3 Delphi编程语言

1.3.4动态链接库技术

1.4研究方向和研究内容

1.4.1研究方向

1.4.2研究内容

1.5本章小结

第二章压缩机监测系统功能与结构设计

2.1 6M25往复压缩机简介

2.1.1往复压缩机基本结构

2.1.2工艺流程和工艺指标

2.2常见故障和监测参量

2.2.1常见故障

2.2.2监测参量

2.3硬件系统设计

2.3.1硬件系统总体构成

2.3.2系统硬件选型

2.4软件系统设计

2.4.1上位机软件方案设计

2.4.2组态软件STEP7与PLC硬件组态

2.4本章小结

第三章监测系统的通讯实现

3.1 SIMATIC通信网络简介及选择

3.1.1.MPI网

3.1.2.PROFIBUS网

3.1.3.工业以太网

3.1.4.通信网络的选择

3.2通讯函数

3.2.1 PRODAVE动态链接库函数介绍

3.2.2 PRODAVE动态链接库函数的引用

3.3监测系统的通讯实现

3.3.1设置PG/PC接口

3.3.2建立地址表

3.3.3建立连接

3.3.4读PLC内部资源

3.3.5写PLC内部资源

3.4本章小结

第四章监测系统软件设计

4.1监测软件设计流程和需求分析

4.1.1监测软件设计流程

4.1.2监测软件需求分析

4.2上位机软件设计

4.2.1上位机软件模块规划

4.2.2上位机软件界面设计

4.2.3零点漂移问题的处理

4.3下位机软件设计

4.3.1 S7 CPU中的程序结构

4.3.2 PLC模块信号通道定义

4.3.3结构化的PLC程序设计

4.4本章小结

第五章采集信号预处理

5.1异常值剔除(剔峰均值滤波)

5.2传感器非线性校正与在线标定

5.2.1传感器非线性校正

5.2.2传感器在线标定

5.3数字滤波设计

5.3.1数字滤波器的选择

5.3.2数字滤波器的算法设计

5.3.3数字滤波器的程序实现

5.4本章小结

第六章抗干扰设计与现场安装运行实验

6.1抗干扰设计

6.1.1干扰的产生

6.1.2常见的抗干扰技术

6.1.3符合电磁兼容性要求的系统安装

6.1.4系统的抗干扰措施

6.2现场安装

6.3运行实验

6.4本章小结

第七章结论与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要研究成果