喷雾干燥塔喷管堵塞故障在线检测系统研究与开发（二）（通讯、信号处理与上位机软件开发）

摘要

该课题针对陶瓷行业原料生产中，喷雾干燥塔喷管内容易产生泥浆堵塞的普遍性问题，开发了喷雾干燥塔喷管堵塞故障在线检测系统。整个系统选择管内泥浆流动变化引起的管壁振动为特征信号，采用频率法进行喷管堵塞故障的诊断。传感器拾取的信号经过调理送入PLC完成A/D转换后，通过自定义协议将数据送入微机系统进行处理分析，实时显示喷管的工作状况，做到喷管堵塞故障的实时发现，利于提高粉料的质量和生产率。 该文对系统总体解决方案进行了规划，即采用传感器-PLC-PC的模式进行在线检测，划分了系统的功能模块，论证了项目的可行性。对系统中采用的软、硬件进行了选择和功能分析，确立了系统开发的目标，按照这一目标，对上位机软件进行了开发。 文中采用DELPHI开发平台，利用ObjectPascal语言编程实现了对PLC传送过来的振动信号的接收、存储、刷新、分析、备份和导出。具体的实现过程如下：采用SPCOMM组件实现串口通讯，将串口接收到的信号解包，然后将振动信号储存于动态数据库中，并定时刷新数据，数据库中的数据通过DELPHI平台的TChart组件实现动态的显示。最后采用傅立叶变换将信号从时域变换到频域进行分析。分析现场采集的信号后得出在频段60-70HZ范围内喷管堵塞相对不堵塞时的幅值差最大，故将该频段信号幅值作为故障判断的主要依据，确认故障后软件提示报警。 该项目的创新之处在于：采用频率法检测喷管堵塞故障；开发了一套在线检测软件，实现了对喷雾干燥塔喷管的实时监测和计算机可视化操作管理；对多次采集的信号，采用纵横比较、综合判别的方式，有效地降低了误报率。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1前言

1.2课题的研究背景

1.2.1喷雾干燥技术及喷雾干燥塔简介

1.2.2喷雾干燥塔的构造及工作原理[12]

1.3课题的提出

1.3.1喷嘴故障的产生及原因分析

1.3.2常用的喷管故障排除方法及其弊端

1.3.3课题的来源

1.4国内外研究概况

1.5课题研究的意义

1.6课题研究的主要内容

第二章项目总体解决方案的规划

2.1总体解决方案的探讨及可行性分析

2.2数据流分析

2.3总体方案的硬件实现

2.3.1传感器的选择和安装[16]～[19]

2.3.2信号适调器的选择

2.3.3 PLC的使用[20]～[22]

2.3.4计算机的使用

2.4总体方案的软件实现

2.4.1本系统开发软、硬件要求

2.4.2软件功能的设计

2.5系统开发的目标

第三章软件开发平台及软件开发中采用的关键技术

3.1软件开发平台

3.1.1软件开发平台的选择

3.1.2 Object Pascal语言简介[32]

3.2软件开发中所使用的关键技术

3.2.1面向对象编程技术

3.2.2线程程序技术

3.2.3异常处理机制

第四章上位机软件系统的开发

4.1总体及界面设计

4.1.1总体设计

4.1.2界面设计原则和思路

4.1.3界面的动态创建与顺序控制

4.2登录与权限设置系统设计

4.2.1用户登录模块设计

4.2.2权限管理模块设计

4.3串口通讯子系统的设计

4.3.1 Delphi平台下开发数据通信程序的常用方法

4.3.2通讯协议

4.3.3串口通讯子系统的实现

4.4数据处理子系统的设计

4.4.1数据库技术

4.4.2数据的处理

4.5信号分析子系统的设计及报警程序的开发

4.5.1动态数字信号处理技术

4.5.2信号分析

4.4.3报警程序开发

4.6系统的完善

4.6.1喷管管理

4.6.2报表系统

4.6.3交接记录档案

4.6.4附件工具的设计

4.6.5帮助文件的设立

第五章总结

参考文献

附录

附录1本系统上位机软件部分程序关键代码

附录2自定义的PLC-PL串口通讯协议

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文