压缩机微机监督与扼制程序预设

　　往复式压缩机在国民经济中起着重要的作用。在工业生产过程中，利用传统监控手段对往复式压缩机进行监控，存在实时性差，误差大以及操作环境恶劣等缺陷，降低了生产效率。随着计算机技术的普遍应用及机电控制技术的发展，有必要研制一套基于适合往复式压缩机工作性能的微机监控系统。而采用虚拟仪器技术，可以在计算机中实现对往复式压缩机的控制以及对其性能参数的监测，与传统监控仪器相比，无论是智能化程度，数据处理能力，性能价格比还是灵活性，可操作性方面都有无与比拟的优越性。

　　2监控系统的总体硬件结构。

　　一套微机监控系统一般包括计算机，控制对象，过程输入/输出（I/O）设备，传感器及执行机构。数据采集卡作为过程输入/输出设备，其一边连接微型计算机的数字通讯接口，另一边连接接线端子板的模拟通讯接口，实现对接线端子板的驱动以及与微型计算机的通讯。

　　数据采集卡和微型计算机的连接应用，可以实现对控制对象的实时控制，同时可以实现对其性能参数的监测。监控系统的总体硬件结构。

　　该监控系统中，控制对象为某压缩机厂制造的型号为112A151B往复式空气压缩机，额定转速500r/min，额定排气压力0.8MPa.根据工作环境要求，压力传感器选用上海某公司PT210B系列压力传感器，特点是温度性能稳定，加上完善的温度补偿工艺，测量精度高，结构简单而成本低廉；脉冲传感器选用SZMB-5，特点是体积小，介质可靠，寿命长，不需要电源和润滑油；选用Wind owsXP为人机交互的微型计算机操作系统；往复式压缩机监控系统结构。

　　其中数据采集卡和控制执行装置的选择则有如下特点：（1）数据采集卡的选择。

　　监控系统中的数据采集卡是台湾凌华科技PCI-9112DAQ卡，是一种性能精良的**位适合PC机及其兼容机的插入式采集卡。它能够完成信号采集（A/D），数字信号的模拟输出（D/A）

　　以及定时/计数等功能。为了正确地使用数据采集卡，必须根据实际测量与控制的需要对一些参数进行设置。本系统主要参数设置：数据采集卡的设备号为0；信号的输入方式为差动输入，可以有效去除外界信号干扰；增益为1倍；模拟信号的输入量程为0~5V；模拟信号输出的参考电压为-10V；采样触发方式设为软件触发。

　　（2）控制执行装置的选择。

　　选择西门子公司的SQX62电动阀门执行器和配套阀门作为监控系统的控制执行装置，通过该执行器上的阀位信号端子Y或R进行控制。

　　对于本监控系统，在微型计算机中运行相应的控制端程序，通过数据采集卡PCI-9112的模拟信号输出通道得到0~10V的直流电压作为SQX62电动阀门执行器的控制信号。在初始调试时，要标定阀门的行程位置0和100%.根据SQX62电动阀门执行器记录的位置信号，通过电子微处理器控制同步电机，电机通过抗阻碍齿轮及齿轮架产生所希望的阀位行程。

　　3监控系统的总体软件设计。

　　本系统选用NI公司的Labview7.1作为开发虚拟仪器的软件平台，它是一种基于图形化的程序设计语言，这种图形语言在本质上与传统的文本式编程语言一样都是通用的计算机语言，可以用它设计出普通意义上的任何程序，而其本身又带有许多数据处理相关的库函数，并使用可视化技术建立人机界面，针对监测和控制领域，提供了大量为工程师们所熟悉的仪器面板，如表头，旋纽，图表等。LabVIEW程序的组成分为2个部分：前面板和流程图，前面板类似于实际仪器的操作面板，它用来与用户进行交流，而流程图则是图形化的源程序。本监控系统的软件总体功能流程设计。

　　3.1系统控制端软件设计。

　　控制端软件要实时地对电动阀门执行器SQX62执行操作，为此，系统采用在LabVIEW软件平台中循环结构嵌套顺序结构的方式，调用DAQ卡初始化模块，模拟输出模块及各种函数模块，实现对DAQ卡的循环调用，以此执行各种实验命令。控制端软件运行流程设计。

　　3.2系统监测端软件设计。

　　监测端软件不仅要求对排气压力进行一次监测，而且要求能够在线连续监测。监测软件结构如图5所示。其中，信号采集模块的功能是，系统调用采集子模块模拟输入子模块，以设定的采样速率从DAQ卡指定的输入通道采集规定数目的数据，并返回采集到的数据；信号处理模块的功能是，系统利用LabIEW强大的数据分析与处理功能，调用函数库中的若干子模块，对信号采集模块采集到的信号进行分析处理；信号显示模块的功能是，系统调用各种图形模块，在虚拟仪器软件前面板中直观地显示信号。系统软件采用LabV IEW中的状态机结构，并调用信号采集模块，信号处理模块及信号显示模块，实现对压缩机排气压力，温度，转速等性能参数的监测。而往复式压缩机的示功图是反映压缩机在一个工作循环中，活塞在每一个位置时气缸内气体压力变化的曲线。系统软件对气缸内气体压力信号循环采样，压缩机主轴相位鉴别必须依靠活塞止点判别。在压缩机一个运转周期内，系统通过调用信号采集模块，一旦采集到活塞止点信号，就立即执行主轴相位计算模块程序与气缸内气体压力信号处理模块程序，进而显示该运转周期的压缩机示功图。

　　3.3软件界面设计。

　　在软件主界面下，填好试验信息。本系统仅采用了一块数据采集卡，故软件设计中数据采集卡的设备号设为0，同时，指定活塞止点信号通道为0，气缸内气体压力信号通道为1，排气压力的信号通道为2.根据采样定理和实验要求，活塞止点信号采样率设为65535Hz，活塞止点信号采样数设为1000；气缸内气体压力采样率为15825Hz，气缸内气体压力采样数设为1800；排气压力采样率设为5000Hz，排气压力采样数设为1024.在操作界面中，拨动虚拟仪器开关按钮到开！状态，则系统程序运行，运行指示灯亮。在压缩机运行状态稳定后，按下采集！按钮，根据压缩机的运行工况要求，对排气压力大小进行调节，同时，气缸内的气体压力也随之改变，调节后的排气压力及示功图实时地显示在虚拟仪器面板中。其中，示功图显示图表的横坐标为压缩机的气缸行程容积，单位为m3；纵坐标为气缸内气体的压力，单位为kgf/cm2. 4结语。

　　往复式压缩机的微机监控系统采用计算机高级语言软件LabVIEW开发技术，设计出的系统软件虚拟仪器面板具有人机交互的实时性和随意性，相对工业控制系统中控制器单纯的控制功能，本系统在对压缩机排气压力实时控制的同时，还实现了对排气压力和示功图实时监测显示，这对设计出功能强大，界面友好，性能稳定的压缩机工业监控系统具有很好的借鉴意义。