離心壓縮機轉(zhuǎn)子振動控制系統(tǒng)設計與實驗研究.pdf

1、伴隨近代流程工業(yè)的發(fā)展進步，離心壓縮機成為生產(chǎn)環(huán)節(jié)中關鍵的一部分。它除了流量大、體積小、運行效率高、質(zhì)量輕、易損件少外，還具有運送氣體無油氣污染的優(yōu)點。在一定程度上，離心壓縮機的生產(chǎn)制造水平和運行維護水平成為衡量一個國家發(fā)展進步的重要標志。隨著現(xiàn)代離心壓縮機向著高轉(zhuǎn)速、高精密度發(fā)展，其轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動問題成為現(xiàn)代過程工業(yè)亟待解決的難題。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動的大小，是判斷離心壓縮機是否可靠的關鍵因素。轉(zhuǎn)子失穩(wěn)是一種比較典型的振動故障，是影響壓縮機大型

2、化的主要障礙，會帶來一系列惡劣的后果，輕則破壞相關零件疲勞程度，降低工作效率;重則威脅生產(chǎn)員工生命安全，帶給社會和工業(yè)發(fā)展不可估量的損失。因此，采取有效便捷的措施監(jiān)測轉(zhuǎn)子運行狀態(tài)，并對轉(zhuǎn)子振動進行主動控制不僅具有重要的工程意義還能有效地節(jié)約成本、保證安全生產(chǎn)。
　　本文從保障離心壓縮機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的角度出發(fā)，搭建以電磁控制器為基礎的硬件控制系統(tǒng)，從電磁控制器的設計、測控系統(tǒng)的搭建、信號的采集處理等方面入手設計離心壓縮機轉(zhuǎn)子振動

3、控制系統(tǒng)并在實驗環(huán)境下對相關的問題進行研究。本文主要完成以下幾項工作:
　　1.電磁控制器控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)設計。對于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動控制，需要硬件和軟件的綜合協(xié)調(diào)配合。電磁控制器控制系統(tǒng)的搭建是完成離心壓縮機轉(zhuǎn)子振動控制的基礎?？紤]到壓縮機實際工況的復雜性，控制器各部分在空間分配、平面布局等方面的設計將會影響電磁控制系統(tǒng)應用的普遍性和廣泛性。如何實現(xiàn)電磁控制器控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)設計的合理性、規(guī)范性將是本文著重解決的問題之一，特別是控制

4、的執(zhí)行器的設計，將是能否完成轉(zhuǎn)子振動控制的重要環(huán)節(jié)。本文將在離心壓縮機實驗臺上合理布局安裝不同功能的電磁執(zhí)行器，建立一套電磁執(zhí)行器-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。同時搭建一整套規(guī)范的硬件平臺，用于離心壓縮機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性識別實驗和振動控制實驗。
　　2.實時控制平臺設計。離心壓縮機的轉(zhuǎn)子振動控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集的要求日益提高。數(shù)據(jù)采集與控制的實時性能已成為一個重要的指標，基于實時系統(tǒng)下的數(shù)據(jù)采集與控制方案成為主流。本文基于NI(美國國家儀器)公司的C

5、ompactRIO嵌入式測控系統(tǒng)，利用其現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)機箱、實時控制器編寫軟件實時控制平臺，完成對離心壓縮機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動、軸瓦溫度、電磁控制器電流、轉(zhuǎn)子速度、潤滑系統(tǒng)的流量及溫度等的綜合監(jiān)測進行振動控制。除此之外，還能根據(jù)設定的標準值進行轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)故障的預警和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護。
　　3.依據(jù)對電磁控制器控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)設計與實時控制平臺的設計，搭建實際實驗臺進行實驗研究。實際測試控制系統(tǒng)軟件、硬件的實際控制效果。通