风机状态监测与故障诊断系统

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1、风机状态监测与故障诊断系统  摘要：应用matlab软件采用最小二乘法对数据进行拟合，比较准确地确定风机的性能曲线；应用神经网络技术进行故障诊断，确认风机运行状态；用delphi开发了监控程序，建立了数据库关键字：性能曲线最小二乘法神经网络故障诊断中图分类号：TP206+.1　　　文献标识码：B文章编号：1006-8155（2007）02-0043-04TheSystemofstateMonitorandFaultDiagnosisforFanAbstract:Thedataisfittedbymin2-multiplicat

2、ionusingmatlabsoftware,theperformancecurveoffanwasconfirmedprecisely，therunningconditionfanwasconfirmedbasedontroublediagnosisusingneuralnetworktechnology,monitorprogramhasbeendevelopedanddatabasehasbeenbuiltwithdelphisoftware.Keywords:Performancecurvemin2-multiplic

3、ationNeuralnetworkTroublediagnosis0　引言　　对于风机等大型设备，能准确测定性能参数，验证是否达到设计要求，检查是否满足高效生产，是十分必要的，对于保证产品质量，树立产品信誉，保证客户效益有积极的意义。针对设备运行状态进行实时监测，并对运行数据进行分析，绘出历史及实时趋势，运用神经网络对故障进行估计和预测，就故障程度、检修紧迫性给予积极可靠的指导，对于设备保持安全运行，故障排除，避免设备过早报废，为挽回大量的经济损失有难以估量的作用。基于matlab强大的信号及数据处理能力，并结合delphi

4、的面向对象设计方法，极好地实现了上述功能。1　软件功能1.1　工具软件环境　　matlab是矩阵实验室（MatrixLaboratory）之意。除具备卓越的数值计算能力外，它还可提供专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制等功能。matlab的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学工程中常用的形式十分相似,故用matlab来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多。在新的版本中也加入了对C，FORTRANc++，JAVA的支持。可以直接调用。matlab的基础是矩阵计算,但是由于其开放性,m

5、atlab成为一个强大的交互式数学软件,当前流行的matlab7.0包括拥有数百个内部函数的主包和30多种工具包(Toolbox)。工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。功能工具包用来扩充其符号计算，可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能。学科工具包是专业性比较强的工具包,控制工具包、信号处理工具包及通信工具包等都属于此类。开放性使matlab广受用户欢迎。除内部函数外,所有matlab主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改或加入自己编写的程序构造新的专用工具包。例：某D1300-320/96风

6、机试验参数见表1。表1风机系统运行参数预旋器开度/(°)500出气压力/kPa182.24215.44270.20301.03306.06212.83241.06280.73299.65321.01333.37标态流量/(m3/min)1090100096280174622112185214620901937863　　运用最小二乘法对以上数据进行拟合，可得风机的性能曲线及管网的阻尼曲线（如图2），预旋器角度为0°，25°，50°的风机性能曲线L1，L2，L3如图2所示。多条性能曲线的最高点的连线即形成了风机的喘振线。通过稳定工

7、况，计算出管网的阻尼系数，绘制出阻尼曲线C，C与L1，L2，L3的交点M1，M2，M3为风机在该预旋器角度时的稳定工作点。　1.5　风机切换功能　　以往靠现场手动切换风机的方法，对工人的技术要求较高。如果阀门操作稍有不当，就可能造成风机喘振，严重的还会把推力瓦烧坏，这就带来了一系列问题。本软件集成了风机切换功能，倒风画面同时有两风机的运行参数，可以清楚地监视切换过程，一人一键即可顺利切换，实现了操作的智能化、自动化，降低了成本。如图3所示，简要描述了由1号风机切换为2号风机的基本原理，其中po为高炉运行需要的冷风压力。1.6　

8、并风控制系统　　在风机选型问题上，由于相关人员不能提供较准确的高炉参数，盲目地认为：风压和风量越高越好，这样就造成了风机设计的高效工作点和实际存在偏差，致使风机无法实现高效率工作，浪费了大量的电能；另一方面，喘振曲线右移，导致实际有效工作范围变窄，无法发挥风机出力性能，也对风