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70000字硕士毕业论文机械密封装置测控系统总体框架设计

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:70000字
论点:密封,机械,系统
论文概述:

机械密封性能试验测试是一项技术性强,协调性难的工作。传统的测量方式构建系统周期长,其结果的准确性和可靠性也难以保证。计算机技术、虚拟仪器及其网络化技术的结合

论文正文:

第一章引言

1.1本课题研究的目的和意义
由于机械密封是由两个相对运动的表面粘在一起形成的密封面,两个环之间存在摩擦和磨损,因此机械密封的使用寿命非常有限。国产机械密封通常会在运行1-2年后失效。如果它们经常在可变的工作条件下操作,它们的使用寿命将会更短,这容易导致端面之间的液膜相变并增加密封对的磨损,从而使密封失效。例如,年产2000万吨炼油的企业一般有3500套机泵设备,每年需要花费近300万元来维修和更换失效的机械密封。此外,机械密封的应用领域非常广泛,除了一般石化行业外,还广泛应用于生产和生活的其他方面。机械密封在像普通水泵一样小,像航空航天空和核电厂一样大的领域被用作主要的防漏部件。密封失效不仅会降低生产效率和材料损失,而且一旦密封介质有害,还会造成环境污染和人员伤亡以及无法估量的损失。这表明对机械密封进行深入研究,提高其性能和使用寿命,减少机械密封失效造成的损失尤为重要。机械密封的研究离不开性能测试装置,性能测试装置可以在一定的测试条件下测试机械密封产品是否满足规定的性能指标要求。研究了机械密封在一定工况下的最佳工作参数和结构,探讨了机械密封的工作机理。目前,我国有相当多的企业和研究机构在研究机械密封性能,每个单位都将通过购买测试设备来浪费资源。
本课题的研究是专门针对上述问题的。随着网络化测控系统的实现,技术人员可以依靠网络远程指导用户进行机械密封的安装、调试和性能测试,特别是远程指导用户维护和维修测试设备,从而克服了操作故障只能在现场处理的问题,降低了操作成本,提高了效率。如果你需要测试你的产品的性能,你只需要把测试件和测试设备一起送到组织进行测试。您可以通过网络在任何电脑上实时观察和控制整个测试过程。如果你需要一份测试报告,你可以很容易地点击一个按钮来完成。这表明本课题的研究具有客观的经济效益和较高的生态效益。

1.2国外机械密封测试设备研究现状
机械密封性能测试设备是机械密封产品性能测试的关键设备。许多大型外国企业,包括美国福斯(Flowserve)、英国约翰·克莱恩(John Crane)、日本Eagel等知名国际密封公司,都有自己的专业研究和测试中心。其中,福斯公司在新加坡建立的测试中心最具代表性。用于测试的密封腔体和管道由透明聚酯材料制成,并覆盖有各种测试数据采集探头。这种装置优点是可以清楚地看到密封腔内的工作状态。但其生产成本太高,目前不适合广泛推广。在国外,还开发了一些实时监测机械密封工作状态的设备。
例如,意大利的Termoelettronica公司设计并申请了使用微处理器的多功能机械密封测试设备SEALsafe的专利。该设备支持机械密封腔内温度和压力的实时检测和调整,定期测量密封端面的泄漏,并能对采集的数据进行分析和处理,根据数据调整机械密封的转速、温度和压力。以便保持其良好的工作状态[2,3],但是它缺乏机械密封端面信息的收集。该设备的数据采集系统采用可编程序控制器构建,可编程序控制器采集模块采样率低,容易丢失信息。虽然可以实现集散控制系统,但不能实现远程网络控制。德国伯格曼将网络技术应用于测试系统,并介绍了一种基于网络的机械密封性能监控系统。如图1-2所示,它安装在泵体上,可以通过其集成测试系统采集机械密封端面和腔体介质的温度和压力信号,并将采集到的数据通过网络传输到微机进行处理。无论用户在哪里,都可以通过网络监控机械密封的运行,这有利于及时发现问题和排除[4]故障。该装置非常方便,但功能单一,不适合机械密封性能的综合测试。

1.3国内机械密封试验设备的研究现状..............................13-15
1.4本文的主要内容是..............................15-17
第二章机械密封试验设备测控系统总体结构设计..............................17-21 [/BR/] 2.1机械密封性能试验的必要性和内容..............................17
2.2机械密封性能测试设备概述..............................17-19 [/BR/] 2.3网络测量和控制系统..............................19-20
2.4系统设计流程..............................20[/比尔/] 2.5本章概述..............................20-21
第三章虚拟仪器及其联网原则..............................21-29
3.1虚拟仪器简介..............................21
3.2虚拟仪器系统的组成..............................21-23
3.3虚拟仪器与传统仪器的比较..............................23
3.4..............................23-25
3.5虚拟仪器联网技术..............................25-26
3.6基于LabVIEW的网络系统构建模式..............................26-28
3.7本章概述..............................28-29
第四章测控系统硬件设计..............................29-47 [/BR/] 4.1机械密封性能测试系统的组成..............................29 [/BR/] 4.2系统控制内容的设计..............................29-30 [/BR/] 4.3系统采集内容的设计..............................30-34[/溴/] 4.4传感器选择..............................34-39 [/BR/] 4.5系统误差分析及抗干扰设计..............................39-40[/比尔/] 4.6数据采集..............................40-43
4.7 DAQMX驱动器..............................3-44
4.8视觉模块..............................44-45
4.9台电脑..............................45-46
4.10本章总结了的软件设计..............................46-47
第五章测量和控制系统..............................47-62
5.1测控系统软件设计流程..............................47-48 [/BR/] 5.2测量和控制系统软件流程图和总体框架..............................48-49 [/BR/] 5.3软件前面板和程序框图设计..............................49-57
5.4数据处理..............................57-60
5.5测试示例..............................60-61
5.6本章概述..............................61-62
第六章网络化..............................62-74
6.1网络出版技术..............................62-65
6.2 TCP/TP技术..............................65-67
6.3数据存储技术..............................67-70
6.4基于数据库技术的网络化机械密封试验装置测控系统.......70-73
6.5本章概述..............................73-74

摘要

机械密封性能测试是一项技术性很强且难以协调的任务。传统的测量方法需要很长时间来构建系统,结果的准确性和可靠性难以保证。计算机技术、虚拟仪器及其组网技术的结合为机械密封性能测试研究提供了一种新的途径,尤其是组网系统的建立为有远程测试需求的需求者提供了一个方便直观的平台,也为资源共享提供了一种便捷的方式。在分析机械密封性能参数测试基本原理的基础上,根据机械密封性能测试的技术要求,研究制定了基于虚拟仪器技术的网络化测控系统的实现方案,并构建了系统硬件。以LabVIEW2009为开发平台,开发了一套机械密封性能测控系统,利用DataSocket技术实现了机械密封性能测试的远程测试和监控。本文完成的主要工作总结如下:
(1)根据国内外机械密封性能测试设备的研究现状,分析了虚拟仪器的概念、组成和特点。依托LabVIEW平台,开发了基于网络的机械密封性能测控系统的实现方案。
(2)分析了机械密封性能测试的基本原理和测试设备的技术要求,讨论了机械密封性能参数的测量方法,并进行了传感器和采集卡的选择。根据测试装置的功能要求,设计并完成了系统的开发过程。根据测量信号的类型,选择正确的测量方法,构建了一种基于抗干扰能力强的虚拟仪器技术的网络化测控系统的实现方案。
(3)系统硬件调试组装后,基于LabVIEW2009开发平台完成了系统的软件开发。整个软件模块化,根据系统所需功能将整个系统划分为子程序。完成各子虚拟仪器的编译调试后,主程序动态调用各子虚拟仪器,最终实现系统所需的信号采集、分析、显示和存储功能。

参考

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