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风机选型与安装
水帘生产厂家净化室内空气的N种方法高炉鼓风机在线监测与故障诊
目前，以净化甲醛为主要目的的室内环境污染净化治理产品市场已经形成，我国市场上消费者可选用的室内环境甲醛净化治理产品可以划分为以下六类产品。
空气净化器类：对室内甲醛等污染物质有一定吸附作用的空气净化器。
生物和化学净化剂类：在装修工程进行中和装修以后使用，可以有效降低人造板和空气中的游离甲醛。
固体吸附类：可以对室内甲醛等有害气体进行吸附和催化分解。
甲醛封闭剂类：可以涂刷于未经封闭处理的家具内壁板和人造板，防止甲醛释放和减少人造板的甲醛释放量。
空气新风机类：通过热交换工程进行室内环境的通风换气，排除室内的甲醛等有害物质，提高空气质量。
植物净化类：在室内种植吊兰、芦荟、绿萝、常春藤等植物降低室内甲醛的浓度。
欢迎访钢炼铁厂有两座380m3高炉年产铁95万t。该两座高炉共用一座风机房，有三台高炉鼓风机，三台鼓风机的运行方式是2#离心风机和3#轴流风机长期供二座高炉，1#风机长期备用。根据使用状况分析，三台风机因缺少故障的可预见性，曾于1995年8月17日由于主电机轴承脱胎，振动超标，被迫停机检修33h；2004年4月15日，AV40-12轴流压缩机高速端膜片联轴器断裂，造成高炉停产17h。高炉鼓风机必须保障设备的安全运行，减少事故损失，结合现行在线检测技术的发展，应用设备故障诊断与检测技术，对风机的运行状态实行在线监测和诊断，已势在必行。
在线检测与故障诊断工程的构建设想
1）在线检测与故障诊断工程采用模块化结构设计，模块采用标准部件，以方便维护和备件采购。
2）参数设置简单、灵活，对参数修改设置相关的权限，保证工程的安全性、可靠性。
3）故障诊断工程采用专家工程，专家工程设计包含知识库和推理机的设计。知识库采用层次化、模块化的产生式知识表示方法。推理机分基于实例的推理和基于知识的推理。
4）根据工程构件设想，我厂选用武汉吴海立德公司的LEADMEASURE―GX2平台，该平台不仅能够满足功能需求，而且应用简单，功能强大，能够实现时域分析、频域分析、轴心轨迹、小波分析等检测与故障诊断功能。
图1是该设备在线监测与故障诊断工程的组成。
工程硬件的选定原则及组成
硬件的选择原则是保证工程的稳定性和可开发性。监测诊断工程使用标准部件，可方便维护和备件采购。选型考虑以质量稳定为主，整体工程采用模块方式集成，易于维护和扩展。
1．传感器
使用电涡流传感器测量轴的径向振动时，每个测点应安装两个传感器探头，两个探头分别安装在轴承两边的同一平面上相隔90°（±5°）。安装压电式加速度计时需注意其轴向应与要测量的方向一致。主要原因是压电式加速度计的主要灵敏度在轴向，而横向灵敏度较差。可在轴承座上安装加速度计，其原则是加速度计应安装在振动传递的通道上，并尽量靠近振源。
2．信号调理仪
传感器将设备的振动信息转换为电流或电压信号，由传感器获取的信号包含全频段信号，包含了实际的振动信号与高频干扰信号，这样的信号直接进行分析会产生明显的混叠效应（由于采样抽取到干扰信号，在低频部分反映出干扰信号），信号调理仪应能通过抗混滤波对高频干扰进行滤除。传感器的输出的信号为100mv/g，这样，振动电压往往较小，为获得最理想的信号精度，信号调理仪应对原始信号适当增益以获得较高的信号精度。
3．A/D卡
为使物理信号能进入计算机工程，必须将模拟信号数字化，A/D卡要完成对连续信号的抽样，在选择A/D卡应该考虑峰值转换率、通道数、数字化精度等指标，同时与信号调理的连接也是必须考虑的。
4．工控机
为了保证监测工程能在恶劣的条件下长期连续地工作，选用抗干扰性能好、数据处理能力强，带标准化接口以实现数据共享的工控机。
5．电缆
电缆是工程硬件的连接纽带，担负着信号的传输作用，没有电缆的精确传输，就构建不出完整的工程，所以电缆的选择也至关重要。电缆要选用质量可靠的信号屏蔽铜芯电缆。
根据以上选定原则，我们分别选择了3300XL电涡流传感器、ICP型加速度传感器608A11、CM4016B信号调理仪、DAQl602A/D卡、研华IPC610工控机，使用效果较好、安全可靠、运行稳定。
安钢工程软件设计
安钢炼铁厂高炉鼓风机在线监测工程以经济实用为出发点。软件开发使用世界著名工业测控企业NI公司的专业测控软件MEASURESTUDIO6.0为辅助平台，利用其COM组件进行开发，使用灵活操作方便，充分考虑了VB和VC各自优点，采用两者相结合的方式进行开发。
本软件工程客户端具备一、二级报警提示，时域分析，频域分析，趋势分析，专家工程智能诊断，报表自动打印和状态数据追忆等功能，同时具备网络数据信息共享的功能。主要模块介绍如下。
1．采集服务器
在A/D转换的同时，转换的数据存储在FIFO内存中。FIFO是先进先出的内存缓冲区，其容量大小为2048× 8Bit。如果在FIFO装满之后数据还没有被读出去，那么所采集的数据将丢失。所以必须在FIFO存满之前将数据通过软件读出去，并整理后存盘。
2．诊断工程客户端
诊断工程客户端是一个基于知识的故障诊断专家工程，从原理上主要有知识库管理、数据库管理、动态数据库、特征提取识别、工况分析、任务管理等模块。在面向用户的接口上，主要有状态检测、时域分析、频域分析、专家工程等模块。
1）时域分析 对采集数据主要时域指标为有效值，时域信号的处理主要是信号统计功能。定义Data Transact函数对所有的时域信号进行处理，Data Transact又由多个子函数构成，其目的是通过对时域信号的绝对平均值Xav。广均方根Xrms、峰值Xp、平均值X进行处理绘制报警棒图和仪表。另外还有概率密度、自相关口互相关分析。
2）频域分析 频域分析是在线监测工程的核心功能，由于诊断方法多是由频谱分析解决，本工程强化了频谱分析功能，工程先期信号图形完全由程序代码实现，其中数据的读取和显示采用“动态定义绘图框”和“异或笔”游标技巧，最新版本则采用NIMeasurestudio组件进行开发，程序的开发更容易和高效。
3）专家工程 专家工程是一种具有人工智能的软件工程，包括从信号监测到状态识别，而且包括从决策形成到干预的全过程。不但具有计算机辅助诊断工程的全部功能，而且将机械诊断专家的宝贵经验、思想方法同当代计算机巨大的存储、运算与分析能力结合起来，形成人工智能的计算机工程。它事先将有关的专家知识和经验加以总结分类，形成规则存入计算器构成知识库，根据数据库中自动采集或人工输入的原始数据，通过专家工程的推理机，仿真专家推理判断思维过程来建立故障档案，解决故障识别和诊断决策中的各种复杂问题，最后给出用户正确的咨询答案、处理对策和操作指导。
欢迎访
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甲醛封闭剂类：可以涂刷于未经封闭处理的家具内壁板和人造板，防止甲醛释放和减少人造板的甲醛释放量。
空气新风机类：通过热交换工程进行室内环境的通风换气，排除室内的甲醛等有害物质，提高空气质量。
植物净化类：在室内种植吊兰、芦荟、绿萝、常春藤等植物降低室内甲醛的浓度。
欢迎访钢炼铁厂有两座380m3高炉年产铁95万t。该两座高炉共用一座风机房，有三台高炉鼓风机，三台鼓风机的运行方式是2#离心风机和3#轴流风机长期供二座高炉，1#风机长期备用。根据使用状况分析，三台风机因缺少故障的可预见性，曾于1995年8月17日由于主电机轴承脱胎，振动超标，被迫停机检修33h；2004年4月15日，AV40-12轴流压缩机高速端膜片联轴器断裂，造成高炉停产17h。高炉鼓风机必须保障设备的安全运行，减少事故损失，结合现行在线检测技术的发展，应用设备故障诊断与检测技术，对风机的运行状态实行在线监测和诊断，已势在必行。
在线检测与故障诊断工程的构建设想
1）在线检测与故障诊断工程采用模块化结构设计，模块采用标准部件，以方便维护和备件采购。
2）参数设置简单、灵活，对参数修改设置相关的权限，保证工程的安全性、可靠性。
3）故障诊断工程采用专家工程，专家工程设计包含知识库和推理机的设计。知识库采用层次化、模块化的产生式知识表示方法。推理机分基于实例的推理和基于知识的推理。
4）根据工程构件设想，我厂选用武汉吴海立德公司的LEADMEASURE―GX2平台，该平台不仅能够满足功能需求，而且应用简单，功能强大，能够实现时域分析、频域分析、轴心轨迹、小波分析等检测与故障诊断功能。
图1是该设备在线监测与故障诊断工程的组成。
工程硬件的选定原则及组成
硬件的选择原则是保证工程的稳定性和可开发性。监测诊断工程使用标准部件，可方便维护和备件采购。选型考虑以质量稳定为主，整体工程采用模块方式集成，易于维护和扩展。
1．传感器
使用电涡流传感器测量轴的径向振动时，每个测点应安装两个传感器探头，两个探头分别安装在轴承两边的同一平面上相隔90°（±5°）。安装压电式加速度计时需注意其轴向应与要测量的方向一致。主要原因是压电式加速度计的主要灵敏度在轴向，而横向灵敏度较差。可在轴承座上安装加速度计，其原则是加速度计应安装在振动传递的通道上，并尽量靠近振源。
2．信号调理仪
传感器将设备的振动信息转换为电流或电压信号，由传感器获取的信号包含全频段信号，包含了实际的振动信号与高频干扰信号，这样的信号直接进行分析会产生明显的混叠效应（由于采样抽取到干扰信号，在低频部分反映出干扰信号），信号调理仪应能通过抗混滤波对高频干扰进行滤除。传感器的输出的信号为100mv/g，这样，振动电压往往较小，为获得最理想的信号精度，信号调理仪应对原始信号适当增益以获得较高的信号精度。
3．A/D卡
为使物理信号能进入计算机工程，必须将模拟信号数字化，A/D卡要完成对连续信号的抽样，在选择A/D卡应该考虑峰值转换率、通道数、数字化精度等指标，同时与信号调理的连接也是必须考虑的。
4．工控机
为了保证监测工程能在恶劣的条件下长期连续地工作，选用抗干扰性能好、数据处理能力强，带标准化接口以实现数据共享的工控机。
5．电缆
电缆是工程硬件的连接纽带，担负着信号的传输作用，没有电缆的精确传输，就构建不出完整的工程，所以电缆的选择也至关重要。电缆要选用质量可靠的信号屏蔽铜芯电缆。
根据以上选定原则，我们分别选择了3300XL电涡流传感器、ICP型加速度传感器608A11、CM4016B信号调理仪、DAQl602A/D卡、研华IPC610工控机，使用效果较好、安全可靠、运行稳定。
安钢工程软件设计
安钢炼铁厂高炉鼓风机在线监测工程以经济实用为出发点。软件开发使用世界著名工业测控企业NI公司的专业测控软件MEASURESTUDIO6.0为辅助平台，利用其COM组件进行开发，使用灵活操作方便，充分考虑了VB和VC各自优点，采用两者相结合的方式进行开发。
本软件工程客户端具备一、二级报警提示，时域分析，频域分析，趋势分析，专家工程智能诊断，报表自动打印和状态数据追忆等功能，同时具备网络数据信息共享的功能。主要模块介绍如下。
1．采集服务器
在A/D转换的同时，转换的数据存储在FIFO内存中。FIFO是先进先出的内存缓冲区，其容量大小为2048× 8Bit。如果在FIFO装满之后数据还没有被读出去，那么所采集的数据将丢失。所以必须在FIFO存满之前将数据通过软件读出去，并整理后存盘。
2．诊断工程客户端
诊断工程客户端是一个基于知识的故障诊断专家工程，从原理上主要有知识库管理、数据库管理、动态数据库、特征提取识别、工况分析、任务管理等模块。在面向用户的接口上，主要有状态检测、时域分析、频域分析、专家工程等模块。
1）时域分析 对采集数据主要时域指标为有效值，时域信号的处理主要是信号统计功能。定义Data Transact函数对所有的时域信号进行处理，Data Transact又由多个子函数构成，其目的是通过对时域信号的绝对平均值Xav。广均方根Xrms、峰值Xp、平均值X进行处理绘制报警棒图和仪表。另外还有概率密度、自相关口互相关分析。
2）频域分析 频域分析是在线监测工程的核心功能，由于诊断方法多是由频谱分析解决，本工程强化了频谱分析功能，工程先期信号图形完全由程序代码实现，其中数据的读取和显示采用“动态定义绘图框”和“异或笔”游标技巧，最新版本则采用NIMeasurestudio组件进行开发，程序的开发更容易和高效。
3）专家工程 专家工程是一种具有人工智能的软件工程，包括从信号监测到状态识别，而且包括从决策形成到干预的全过程。不但具有计算机辅助诊断工程的全部功能，而且将机械诊断专家的宝贵经验、思想方法同当代计算机巨大的存储、运算与分析能力结合起来，形成人工智能的计算机工程。它事先将有关的专家知识和经验加以总结分类，形成规则存入计算器构成知识库，根据数据库中自动采集或人工输入的原始数据，通过专家工程的推理机，仿真专家推理判断思维过程来建立故障档案，解决故障识别和诊断决策中的各种复杂问题，最后给出用户正确的咨询答案、处理对策和操作指导。
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