摘 要

风机是一种从动的流体机械，它依赖于机械能的输入以增加气体压力并排送作气体的机械。目前的风机测试大多依靠人工，费时费力，而且不精确，针对这个现象，本课题基于组态软件设计了一套自动采集和处理数据的风机测试平台系统。

在本课题中，首先根据现阶段风机平台系统的不足，提出了整体设计方案；其次采用了PLC、HMI和传感技术，完成了系统的硬件选型和软件设计，分析了系统干扰来源并设计了抗干扰措施；最后对系统的部分模块进行检测，以验证风机参数的自动采集和处理、控制风机的运行转速、监控风机轴温（包括轴温保护环节）等功能。最终成功实现，完成课题。

关键词：风机平台 测试系统 PLC HMI

Abstract

A fan is a driven fluid machine that relies on the input of mechanical energy to increase the gas pressure to the machinery of the gas. Most of the current fan tests rely on labor, time-consuming and inexact, and aiming at this phenomenon, this topic designs a set of fan test platform system which automatically collects and processes data based on configuration software.

In this paper, the overall design scheme is put forward according to the shortcomings of the current fan platform system. Secondly, PLC, HMI and sensing technology are used to complete the hardware selection and software design of the system, analyze the source of the system interference and design The anti-jamming measures; Finally, part of the system module to detect, to verify the fan parameters of the automatic collection and processing, control the fan running speed, monitoring fan shaft temperature (including the axis temperature protection link) and other functions. The final success of the completion of the subject.

Key words: Fan platform test system PLC HMI

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内研究现状 1

1.3 课题研究内容 2

1.4 本章小结 2

第2章 整体设计方案 3

2.1 风机性能指标 3

2.2 设计方案 3

2.3 本章小结 4

第3章 硬件选型与电路设计 5

3.1 传感器选型 5

3.1.1 压力传感器选型 6

3.1.2 温度传感器选型 6

3.1.3 转速传感器选型 7

3.1.4 风速测量选型 8

3.2 可编程控制器选型 8

3.3 人机接口选型 9

3.4 变频器选型 9

3.5 系统硬件电路 10

3.6 本章小结 11

第4章 软件设计 12

4.1 软件设计要求 12

4.2 软件设计思路 12

4.3 PLC的程序设计 13

4.4 HMI程序设计 14

4.5 本章小结 15

第5章 系统可靠性设计 16

5.1 硬件抗干扰 16

5.1.1 串模干扰及抑制方法 16

5.1.2 共模干扰及其抑制方法 16

5.2 软件抗干扰 16

5.3 采用措施 17

5.4 本章小结 17

第6章 系统仿真与结果分析 18

6.1 仿真模拟环节 18

6.2 仿真准备 18

6.3 仿真过程 18

6.4 仿真结果分析 19

6.5本章小结 19

第7章 总结与展望 20

参考文献 21

附录图A PLC程序 22

附录图B 电气原理图 23

附录图C 电源控制 24

附录图D 元器件清单 25

致谢 26

第1章 绪论

1.1 研究背景

从风机的出现至今已超过上千年的历史了。在中国，通常将气体压缩和气体输送机械的简称为风机，常见的风机包括鼓风机，通风机，风力发电机。风机是一种从动的流体机械，它依赖于机械能的输入以增加气体压力并排送作气体的机械。风机与系统的输配能耗有重大的联系，关乎建筑节能。风机的使用范围很广泛，通常应用于制造厂、矿洞、船舶、地下通道、高层建筑和工地的通风、除尘和冷却。风机与透平压缩机的工作原理基本十分相似，但是因为气体流速较低，压力变化小，通常不考虑气体比容的变化，所以可以把气体当成不可压缩流体处理。风机性能的好坏很大程度上会改变机械性能的发挥以及通风空调送回风的各种参数，风机的性能参数主要包括功率、压力、流量、转速和效率[^[1]]。此外，在设计风机的时候也会考虑风机在运行时产生的噪音污染以及振动的大小。流量有时也叫风量，是指在单位时间内通过风机的气体体积；压力也称风压，是指气体通过风机时，会导致风机内部压力增加，即压力增加值，有全压、动压、静压之分；功率是指风机的输入功率，即轴功率[^[2]]。这些性能参数相互影响并相互关联。 当速度和流量改变时，其他性能参数将发生变化。为了正确地使用和设计风机，就必须清楚风机各个性能参数的相关联系。由于风机理论仍然存在很多漏洞以及不合理性，且风机工作过程的复杂性，所以通常利用性能试验来得到风机的工作参数[^[3]]。风机在转速一定的情况下，改变风量，其他参数会发生变化，但其性能参数很难用数学函数理论地表示出来，所以一般会将实验测量出来的数据绘制成曲线来描述转速、流量、效率、功率等参数的之间的关系。

目前，风机用户为了追求以更少的成本，实现更多的效益，在购买风机时会对它的各项指标进行严格考量，而许多风机生产厂家为了提高产品竞争力，不仅在改进气动设计,提高机械加工等方面努力，而且也加强了对风机性能测试研发的重视[^[4]]。因此,风机性能试验对风机质量的检测以及未来新型风机出现提供了更多、更好的依据。特别是当今社会对于各类型的风机的性能要求极为苛刻,因此风性能试验就显得十分重要了。

1.2 国内研究现状