面向空气压缩机的数据采集系统的研究与开发

摘要

空气压缩机广泛适用于冶金、机械、化工、地矿、电力等领域，是理想的动力生产设备，因此在企业的生产中有着非常重要的作用。现代企业中的空压机设备面临着如何提高运维服务质量、达到节能降耗、实现高效管理的问题，另外，提高自动化、信息化水平对空压机设备厂商来说也越来越重要。
　　本文通过研究与开发空压机的数据采集系统，引入计算机技术、传感器技术、现代数字信号处理技术和通信技术，实现对空压机组各参数的实时采集和处理，从而了解和掌握设备的运行状态、识别设备的异常表现，及时维修以防设备故障造成的巨大损失。
　　本文通过对空压机组的运行状态和参数包括启停、加卸载、故障、压力、温度、电流、总管压缩空气压力及流量、总管水流量及压力等进行分析，利用嵌入式控制器和传感器采集设备实时运营数据。本文完成了空压机数据采集系统的设计，主要工作有以下几个方面。
　　（1）系统总体设计。简述空压机系统组成、工作原理及特性，分析其主要性能参数，研究了几种常用的数据采集方法，最后提出了总体设计方案。
　　（2）系统硬件设计。针对硬件设计需求，提出了硬件总体设计方案，并对采集设备空压机控制器、总管传感器、总管水流流量计等进行了详细分析和说明，同时介绍了基于OPC的异构系统数据采集技术。
　　（3）系统软件设计。完成了软件功能的设计，利用串口通信实现了工控机和采集设备之间的通信，同时解决了对数据的解析和处理，并对空压机的控制模块进行了设计，以及数据库设计和故障智能诊断设计。
　　（4）系统界面设计。基于Visual Studio2008设计了上位机界面，对数据的显示界面、曲线及报表、空压机控制界面、故障及报警界面进行了设计。
　　通过对系统的运行调试，证明所设计的方案有效可行。本文研究的空压机数据采集系统有良好的实时性和稳定性，能够对空压机组设备的运行数据进行实时采集、处理和存储，并能通过采集的数据和用户参数的设置对空压机进行启停和加卸载控制。系统可靠性高，可拓展性强，满足了企业需实时掌握设备工作状态和运行参数的要求。

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第一章 绪 论

1.1 本课题研究背景与现实意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题来源及主要研究内容

1.4 本章小结

第二章 空压机数据采集系统总体设计

2.1 空气压缩机系统介绍

2.2 主要性能参数

2.3 数据采集方法

2.4 总体设计方案

2.5 本章小结

第三章 空压机数据采集系统硬件设计

3.1 硬件总体设计概述

3.2 空压机主控制器

3.3 传感器选型

3.4 基于OPC的异构系统数据采集技术

3.5 本章小结

第四章 空压机数据采集系统软件设计

4.1 软件功能设计概述

4.2 串口通信

4.3 数据解析及处理

4.4 空压机控制模块设计

4.5 数据库设计

4.6 故障智能诊断设计

4.7 权限设置

4.8 本章小结

第五章 系统界面设计

5.1 Visual Studio 2008简介

5.2 工作参数界面

5.3 单机及联控界面设计

5.4 故障查询及报警设计

5.5 本章小结

第六章 系统调试

6.1 数据采集系统硬件调试

6.2 系统软件调试

6.3 调试过程中的一般故障和排除方法

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果

致谢