基于Park矢量与信息融合技术的电机故障诊断

摘要

伴随着世界各国对煤矿行业的安全问题的关注,特别是对大型煤矿电机的状态监测技术,正呈现出迅速发展的强劲势头。在煤炭行业里,电动机主要应用于驱动破碎机、水泵、螺旋分级筛、筛分机、刮板机、振动筛以及皮带机等大型设备机上。三相大型旋转机械在大型企业应用当中起着不可估量的贡献。工业中使用的大电机的工频为50Hz,它们的正常运转保证了正常生产的进行,保证了各个生产环节的安全。
　　因此,对煤矿业来说,安装更加切实可靠的监测控制系统是非常重要的,它关系到人们的安全、关系到国家的经济财产等。但是,由于现在一些大型煤矿的监控技术仍然延续着传统的特点,为了节省一些微不足道的成本,而忽视了重大安全的发生。所以,新的监控系统开发关系到企业发展的前进的脚步;关系到企业的发展壮大。对于早期的监测系统存在的一些缺点跟不上现代科技的发展,对一些新的问题无法将旋转机械故障的状态监测出来,旋转机械在线监测与故障诊断系统需要全面升级。在工业现场中,监测系统的不断升级具有重大的战略意义。
　　本文主要从以下几个方面对电机的在线监测进行了研究,结合实际取得了很高的经济效益:
　　1、本文主要对兖州煤业集团洗煤厂的各个设备的主要电机进行了监测、并对系统设计进行了详细阐述。并讨论了PLC与组态王的应用,分析了硬件的应用场合。简单介绍了park矢量与信息融合技术的原理与现场实际应用。
　　2、本文给出了监测系统中各个设备的选型,系统监测中所应用到的硬件设备给予了重点论述。接着介绍了监测系统的设计:诊断系统整体结构,硬件选型、软件编程和最后对整个系统进行了分析总结。整个监测系统包括上位机、下位机、以及现场应用到的电量采集模块、温度传感器、振动传感器等。
　　3、本文对整个监测系统进行了详细说明,实践结果证实了监测系统设计的正确性和可行性。该监测系统功能强且市场应用前景广阔,这将为我国电机监测与故障诊断发展贡献一份力量。
　　4、在PLC和组态王联合应用的基础上,对电机在线监测进行了在线应用。并在洗煤厂中得到了成功应用,该故障诊断系统固然也存在着不尽人意的地方,但是对现场实际应用方面却有着重要的借鉴作用。为今后实现电机的全方位监测和故障诊断起到了很好的借鉴作用。

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第一章 绪 论

1.1本课题研究的背景及意义

1.2国内外电机在线状态监测技术发展趋势

1.3研究本课题的必要性

1.4本文研究的主要内容

第二章 Park矢量与信息融合技术理论

2.1信息融合技术在国内外发展趋势

2.2 Park矢量与信息融合技术理论

2.3本章小结

第三章 异步电机故障信号中的数据处理技术

3.1 信号的分类

3.2状态监测的方法

3.3电机温度产生的原因及危害

3.4异步电机故障机理研究

3.6小波包变换应用理论

3.7大型电机故障信号提取

3.8本章小结

第四章 异步电机在线监测的硬件设计

4.1 S7-200CPU及其扩展模块

4.2 PLC基本组成

4.3西门子S7-200PLC硬件介绍

4.4 MSV35b电力测控模块-数据采集器介绍

4.5传感器检测设备概述

4.6振动传感器基本概述

4.7本章小结

第五章 异步电机故障诊断系统的软件设计

5.1组态王软件的基本概述

5.2现场电机诊断技术指标及检测点

5.3在线监测与诊断系统的软件设计

5.4下位机控制系统的设计

5.5 故障诊断系统的流程图及程序设计

5.6故障诊断系统运行结果分析

5.7本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2展 望

参考文献

致谢