（1）、動平衡前頻譜

【英文篇名】 Application and Energy-saving Potential and Overall Market Prediction of Fan on Metallurgical Industry
【作者】 彭秀蔓; 高克光; 王聰; 周瑞; 常寶強;
【作者單位】 沈陽鼓風(fēng)機集團有限公司; 中國人民解放軍海軍裝備部駐沈陽地區(qū)軍事代表局; 沈陽機床（集團）有限責(zé)任公司;
【文獻(xiàn)出處】 風(fēng)機技術(shù) , Compressor,Blower & Fan Technology, 編輯部郵箱 2008年 03期 
期刊榮譽：ASPT來源刊  CJFD收錄刊
【中文關(guān)鍵詞】 風(fēng)機; 冶金行業(yè); 節(jié)能; 預(yù)測;
【英文關(guān)鍵詞】 fan; metallurgical industry; energy-saving; prediction;
【摘要】 闡述了風(fēng)機在冶金行業(yè)的應(yīng)用情況及冶金用風(fēng)機的發(fā)展趨勢,提出了風(fēng)機節(jié)能的潛力并對風(fēng)機行業(yè)的總體市場情況進行了預(yù)測。
【英文摘要】 This paper specifies the application status of fan on metallurgical industry and developing tread,and points the energy-saving potential and overall market prediction for fan industry.
【DOI】 CNKI:SUN:FENG.0.2008-03-025
【分類號】 TH43
【正文快照】 1風(fēng)機行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢風(fēng)機產(chǎn)品分為兩大類:一類是重要裝置中的高精尖產(chǎn)品,主要指透平壓縮機;另一類是量大面廣的中、小型通風(fēng)機。近年來,風(fēng)機全行業(yè)取得了快速的發(fā)展。但是,國內(nèi)風(fēng)機行業(yè)與國外大型企業(yè)相比還存在著差距,如透平壓縮機有些產(chǎn)品基本可以滿足用戶需要,但是生產(chǎn)

摘要：以STC12C5410AD單片機和傳感器為主要器件作為下位機測試'>測試電路，C51程序?qū)崿F(xiàn)對傳感器的數(shù)據(jù)采集和上位機的串口通訊，上位機采用LabVIEW語言實現(xiàn)風(fēng)機性能測試'>測試的顯示、查詢、統(tǒng)計和報表天生。經(jīng)過多次試驗調(diào)試，整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，具有界面友好，可操縱性好，功能齊全等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：透風(fēng)機'>透風(fēng)機；虛擬儀器'>虛擬儀器；單片機

中圖分類號：TH43；TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

The Testing System of Fan Performance Based on Virtual Instrument

Abstract: The testing circuit of slave computer is studied mainly using STC12C5410AD single chip and transducer. C51 programmer language is used to complete data collection and transfer them to master computer. Main functions of the fan performance testing-system such as result display, data inquiry, statistic and form-reporting will be realized on master computer by LabVIEW language. The whole system has many advantages such as reliable stability, friendly interface, easy maneuverability and complete functions based on the test many times.

Key words: fan; virtual instrument; single chip

　　0引言
　　
　　近年來，隨著外轉(zhuǎn)子風(fēng)機[1]的廣泛應(yīng)用，對品質(zhì)和性能都提出了更高的要求，尤其是出廠前的綜合性能測試越來越受到關(guān)注。目前，國內(nèi)盡大多數(shù)廠家對風(fēng)機性能測試仍采用傳統(tǒng)的分立式人工檢測，普通的指針式儀器，或使用各種電子丈量儀表，從實際使用效果來看，還存在著測試項7不全、測試精度有限、缺少可靠性檢測設(shè)備、數(shù)據(jù)治理手段落后等缺點，無法與日益擴大的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)相適應(yīng)。虛擬儀器'>虛擬儀器的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)測試儀器的概念，利用虛擬儀器技術(shù)可以充分利用計算機的軟、硬件資源，把傳統(tǒng)儀器的專業(yè)化功能軟件化，使之與計算機融為一體，在功能、維護、使用和升級等多方面具有傳統(tǒng)測試儀器無法相比的優(yōu)點。
　　
　　綜合考慮當(dāng)今測試技術(shù)發(fā)展方向[2]，本文以單片機為下位機硬件核心，提出了基于LabVIEW的風(fēng)機性能測試系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)。
　　1測試系統(tǒng)構(gòu)成
　　
　　整個系統(tǒng)包括3部分：一是以單片機為核心的數(shù)據(jù)采集和測試系統(tǒng)，即下位機；二是以PC機為主的上位機，軟件采用基于圖形化編程語言的LabVIEW；三是為了實現(xiàn)上下位機連接的串口通訊環(huán)節(jié)，采用RS232接口電路。
　　
　　1.1下位機
　　
　　系統(tǒng)下位機結(jié)構(gòu)框圖見圖1，主要以STC12C5410AD單片機為核心，由測試模塊、采樣保持電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊等組成。測試模塊包括對外轉(zhuǎn)子風(fēng)機電參數(shù)、轉(zhuǎn)速和振動的快速和正確的丈量，各種傳感器實現(xiàn)現(xiàn)場物理量到電信號的轉(zhuǎn)換。由于STC12C5410AD的A/D端口只能接受0~5V和0~20mA的電信號，傳感器得到的電信號通過適當(dāng)?shù)碾娐忿D(zhuǎn)換使之變換到規(guī)定的范圍內(nèi)，為保證采樣的同步性，將這些信號分別輸進到采樣保持電路，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸進到單片機中。
　　
　　其中電參數(shù)測試模塊主要測試的是電壓、電流、功率和功率因數(shù)這4個參數(shù)，而功率和功率因數(shù)可以根據(jù)得到的電壓和電流通過軟件算法計算得到，傳感器選用的是普通的電壓互感器和電流互感器。轉(zhuǎn)速測試模塊選用的是光電傳感器，振動測試模塊選用磁電式速度傳感器，利用電磁感應(yīng)原理將傳感器的質(zhì)量塊與殼體的相對速度轉(zhuǎn)換成電壓輸出。A/D轉(zhuǎn)換模塊、算法模塊、實時數(shù)據(jù)存取模塊都是在單片機上通過C51語言編程來實現(xiàn)。

　　1.2上位機
　　
　　上位機軟件基于LabVIEW開發(fā)平臺，采用模塊化設(shè)計理念，實現(xiàn)了電機電參數(shù)、轉(zhuǎn)速、振動等測試'>測試數(shù)據(jù)的采集、處理和顯示，并具備完善的數(shù)據(jù)治理功能，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)刪除以及報表打印等功能，見圖2。

　　1.2.1系統(tǒng)工作流程
　　
　　系統(tǒng)的工作流程圖見圖3。系統(tǒng)軟件主程序由測試'>測試與數(shù)據(jù)治理兩大部分組成[4-5]，運行主程序后首先選擇測試還是數(shù)據(jù)治理：測試則首先進行參數(shù)設(shè)定，選擇被測電機的型號，設(shè)置此型號的合格電機的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。為了對測試數(shù)據(jù)進行有效的治理，在測試之前操縱職員對各臺電機進行編號，設(shè)定完測試日期與職員之后開始測試。具體的測試方式又分為全檢和抽檢兩大類，對采集進來的數(shù)據(jù)進行計算分析，判定合格與否；治理則直接選擇相應(yīng)的治理功能，主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，對歷史測試數(shù)據(jù)進行查詢、統(tǒng)計和刪除以及報表打印等功能；退出系統(tǒng)則選擇退出功能。

　　1.2.2軟件測試界面
　　
　　系統(tǒng)軟件操縱界面圖見圖4，主要包括標(biāo)題欄、測試信息輸進、功能按鈕、測試結(jié)果和測試信息顯示等5個部分。整個測試模塊完全符合軟件設(shè)計原則，其模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，良好的可操縱性，完善的功能操縱，以及形象、直觀的測試界面，滿足了風(fēng)機廠商的測試要求，保證了操縱職員輕松地完成工作。

　　1.3上下位機通訊
　　
　　串口通訊流程圖見圖5[6]，程序設(shè)計包括3個方面：一方面是單片機的通訊程序；另一方面為計算機的通訊程序；此外為了保證通訊數(shù)據(jù)的可靠性，還要為其雙方制定通訊協(xié)議。單片機通過RS232與上位機相連，PC機作為主控方，單片機接受到上位機的響應(yīng)，從而實現(xiàn)上下位機的通訊。

　　通訊協(xié)議如下：
　　
　�。�1）串口通訊端口設(shè)置為1，波特率為9600b/s；
　　
　　（2）幀格式為11位：1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，1位奇偶校正位；
　　
　　（3）數(shù)據(jù)格式：每個參數(shù)由5個字節(jié)組成，前4個字節(jié)表示數(shù)值，后1個字節(jié)表示數(shù)符（“0”代表正數(shù)，“1”代表負(fù)數(shù)），其結(jié)構(gòu)見圖6；

　�。�4）通訊方式采用中斷方式；
　　
　�。�5）采用上位機主動發(fā)握手信號聯(lián)絡(luò)下位機的方式；
　　
　�。�6）為了避免PC機出現(xiàn)死循環(huán)，設(shè)計程序時按任意鍵即可退出程序。
　　
　　2進步精度所采用的方法
　　
　�。�1）大排量自動化測試'>測試場合通常環(huán)境較差、干擾源眾多，濾波是抑制和防止干擾的一項重要措施。在測試'>測試模塊中，干擾信號主要是高頻信號，因此系統(tǒng)采用了二階有源低通濾波器，獲得了較好的效果。
　　
　　（2）在測試過程中不可避免地存在一些誤差較大的點，這些點稱為粗差點�？梢酝ㄟ^測試多次，按從小到大順序排列，取中間幾個值進行均勻后，再用剩余標(biāo)準(zhǔn)差來判定是否還存在粗差點。假如還有，則剔除此粗差點，再進行均勻并判定，直到?jīng)]有粗差點為止。
　　
　　3結(jié)論
　　
　　利用虛擬儀器'>虛擬儀器平臺LabVIEW設(shè)計的外轉(zhuǎn)子風(fēng)機性能測試系統(tǒng)，不僅能夠自定義用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，進步測試的效率和可靠性，而且能夠?qū)︼L(fēng)機的各項參數(shù)進行顯示、分析、處理和實時儲存，具有智能化、可靠性高、實時性強等優(yōu)點[7]。將先進的虛擬儀器'>虛擬儀器技術(shù)運用于風(fēng)機的性能測試中，使風(fēng)機的性能測試實時性更強、工作效率更高、丈量精度更加正確。這對于保證風(fēng)機在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中的經(jīng)濟性和安全性具有重大的意義。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　
　　[1]鐘德剛,胡傳義.外轉(zhuǎn)子風(fēng)機及電動機性能配合[J].機電工程,2003,20(6):47-49.
　　
　　[2]孫亞飛,陳仁文,等.測試儀器發(fā)展概述[J].儀器儀表學(xué)報,2003,24(5):480-489.
　　
　　[3]楊樂平,李海濤，肖相生.LabVlEW程序設(shè)計與應(yīng)用[M].北京:電子產(chǎn)業(yè)出版社,2001.
　　
　　[4]姜風(fēng)國.基于虛擬儀器的潛水泵電氣安全性能計算機自動測試系統(tǒng)[D].碩士學(xué)位論文.浙江大學(xué),2005.
　　
　　[5]姜風(fēng)國.基于虛擬儀器的電機電參數(shù)測試[J].機電工程,2007,4(2):20-22.
　　
　　[6]王公仆,王文成.計算機與單片機的串口通訊程序設(shè)計[J].輕工機械,2007,6(3):103-105.
　　
　　[7]程琴,胡志強，等.基于LabVIEW的農(nóng)用風(fēng)機性能測試系統(tǒng)的設(shè)計[J].農(nóng)機化研究,2008,6(6):119-120.