（1）、动平衡前频谱

【英文篇名】 Application and Energy-saving Potential and Overall Market Prediction of Fan on Metallurgical Industry
【作者】 彭秀蔓; 高克光; 王聪; 周瑞; 常宝强;
【作者单位】 沈阳鼓风机集团有限公司; 中国人民解放军海军装备部驻沈阳地区军事代表局; 沈阳机床（集团）有限责任公司;
【文献出处】 风机技术 , Compressor,Blower & Fan Technology, 编辑部邮箱 2008年 03期 
期刊荣誉：ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】 风机; 冶金行业; 节能; 预测;
【英文关键词】 fan; metallurgical industry; energy-saving; prediction;
【摘要】 阐述了风机在冶金行业的应用情况及冶金用风机的发展趋势,提出了风机节能的潜力并对风机行业的总体市场情况进行了预测。
【英文摘要】 This paper specifies the application status of fan on metallurgical industry and developing tread,and points the energy-saving potential and overall market prediction for fan industry.
【DOI】 CNKI:SUN:FENG.0.2008-03-025
【分类号】 TH43
【正文快照】 1风机行业现状及发展趋势风机产品分为两大类:一类是重要装置中的高精尖产品,主要指透平压缩机;另一类是量大面广的中、小型通风机。近年来,风机全行业取得了快速的发展。但是,国内风机行业与国外大型企业相比还存在着差距,如透平压缩机有些产品基本可以满足用户需要,但是生产

摘要：以STC12C5410AD单片机和传感器为主要器件作为下位机测试'>测试电路，C51程序实现对传感器的数据采集和上位机的串口通讯，上位机采用LabVIEW语言实现风机性能测试'>测试的显示、查询、统计和报表天生。经过多次试验调试，整个系统运行稳定可靠，具有界面友好，可操纵性好，功能齐全等优点。

关键词：透风机'>透风机；虚拟仪器'>虚拟仪器；单片机

中图分类号：TH43；TP274 文献标识码：B

The Testing System of Fan Performance Based on Virtual Instrument

Abstract: The testing circuit of slave computer is studied mainly using STC12C5410AD single chip and transducer. C51 programmer language is used to complete data collection and transfer them to master computer. Main functions of the fan performance testing-system such as result display, data inquiry, statistic and form-reporting will be realized on master computer by LabVIEW language. The whole system has many advantages such as reliable stability, friendly interface, easy maneuverability and complete functions based on the test many times.

Key words: fan; virtual instrument; single chip

　　0引言
　　
　　近年来，随着外转子风机[1]的广泛应用，对品质和性能都提出了更高的要求，尤其是出厂前的综合性能测试越来越受到关注。目前，国内尽大多数厂家对风机性能测试仍采用传统的分立式人工检测，普通的指针式仪器，或使用各种电子丈量仪表，从实际使用效果来看，还存在着测试项7不全、测试精度有限、缺少可靠性检测设备、数据治理手段落后等缺点，无法与日益扩大的现代化产业生产相适应。虚拟仪器'>虚拟仪器的出现改变了传统测试仪器的概念，利用虚拟仪器技术可以充分利用计算机的软、硬件资源，把传统仪器的专业化功能软件化，使之与计算机融为一体，在功能、维护、使用和升级等多方面具有传统测试仪器无法相比的优点。
　　
　　综合考虑当今测试技术发展方向[2]，本文以单片机为下位机硬件核心，提出了基于LabVIEW的风机性能测试系统设计与开发。
　　1测试系统构成
　　
　　整个系统包括3部分：一是以单片机为核心的数据采集和测试系统，即下位机；二是以PC机为主的上位机，软件采用基于图形化编程语言的LabVIEW；三是为了实现上下位机连接的串口通讯环节，采用RS232接口电路。
　　
　　1.1下位机
　　
　　系统下位机结构框图见图1，主要以STC12C5410AD单片机为核心，由测试模块、采样保持电路、A/D转换模块等组成。测试模块包括对外转子风机电参数、转速和振动的快速和正确的丈量，各种传感器实现现场物理量到电信号的转换。由于STC12C5410AD的A/D端口只能接受0~5V和0~20mA的电信号，传感器得到的电信号通过适当的电路转换使之变换到规定的范围内，为保证采样的同步性，将这些信号分别输进到采样保持电路，并经A/D转换后输进到单片机中。
　　
　　其中电参数测试模块主要测试的是电压、电流、功率和功率因数这4个参数，而功率和功率因数可以根据得到的电压和电流通过软件算法计算得到，传感器选用的是普通的电压互感器和电流互感器。转速测试模块选用的是光电传感器，振动测试模块选用磁电式速度传感器，利用电磁感应原理将传感器的质量块与壳体的相对速度转换成电压输出。A/D转换模块、算法模块、实时数据存取模块都是在单片机上通过C51语言编程来实现。

　　1.2上位机
　　
　　上位机软件基于LabVIEW开发平台，采用模块化设计理念，实现了电机电参数、转速、振动等测试'>测试数据的采集、处理和显示，并具备完善的数据治理功能，可以实现数据查询、数据统计、数据删除以及报表打印等功能，见图2。

　　1.2.1系统工作流程
　　
　　系统的工作流程图见图3。系统软件主程序由测试'>测试与数据治理两大部分组成[4-5]，运行主程序后首先选择测试还是数据治理：测试则首先进行参数设定，选择被测电机的型号，设置此型号的合格电机的标准参数。为了对测试数据进行有效的治理，在测试之前操纵职员对各台电机进行编号，设定完测试日期与职员之后开始测试。具体的测试方式又分为全检和抽检两大类，对采集进来的数据进行计算分析，判定合格与否；治理则直接选择相应的治理功能，主要实现数据存储，对历史测试数据进行查询、统计和删除以及报表打印等功能；退出系统则选择退出功能。

　　1.2.2软件测试界面
　　
　　系统软件操纵界面图见图4，主要包括标题栏、测试信息输进、功能按钮、测试结果和测试信息显示等5个部分。整个测试模块完全符合软件设计原则，其模块化的结构设计，良好的可操纵性，完善的功能操纵，以及形象、直观的测试界面，满足了风机厂商的测试要求，保证了操纵职员轻松地完成工作。

　　1.3上下位机通讯
　　
　　串口通讯流程图见图5[6]，程序设计包括3个方面：一方面是单片机的通讯程序；另一方面为计算机的通讯程序；此外为了保证通讯数据的可靠性，还要为其双方制定通讯协议。单片机通过RS232与上位机相连，PC机作为主控方，单片机接受到上位机的响应，从而实现上下位机的通讯。

　　通讯协议如下：
　　
　　（1）串口通讯端口设置为1，波特率为9600b/s；
　　
　　（2）帧格式为11位：1位起始位，8位数据位，1位停止位，1位奇偶校正位；
　　
　　（3）数据格式：每个参数由5个字节组成，前4个字节表示数值，后1个字节表示数符（“0”代表正数，“1”代表负数），其结构见图6；

　　（4）通讯方式采用中断方式；
　　
　　（5）采用上位机主动发握手信号联络下位机的方式；
　　
　　（6）为了避免PC机出现死循环，设计程序时按任意键即可退出程序。
　　
　　2进步精度所采用的方法
　　
　　（1）大排量自动化测试'>测试场合通常环境较差、干扰源众多，滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。在测试'>测试模块中，干扰信号主要是高频信号，因此系统采用了二阶有源低通滤波器，获得了较好的效果。
　　
　　（2）在测试过程中不可避免地存在一些误差较大的点，这些点称为粗差点。可以通过测试多次，按从小到大顺序排列，取中间几个值进行均匀后，再用剩余标准差来判定是否还存在粗差点。假如还有，则剔除此粗差点，再进行均匀并判定，直到没有粗差点为止。
　　
　　3结论
　　
　　利用虚拟仪器'>虚拟仪器平台LabVIEW设计的外转子风机性能测试系统，不仅能够自定义用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，进步测试的效率和可靠性，而且能够对风机的各项参数进行显示、分析、处理和实时储存，具有智能化、可靠性高、实时性强等优点[7]。将先进的虚拟仪器'>虚拟仪器技术运用于风机的性能测试中，使风机的性能测试实时性更强、工作效率更高、丈量精度更加正确。这对于保证风机在产业生产中的经济性和安全性具有重大的意义。
　　
　　参考文献
　　
　　[1]钟德刚,胡传义.外转子风机及电动机性能配合[J].机电工程,2003,20(6):47-49.
　　
　　[2]孙亚飞,陈仁文,等.测试仪器发展概述[J].仪器仪表学报,2003,24(5):480-489.
　　
　　[3]杨乐平,李海涛，肖相生.LabVlEW程序设计与应用[M].北京:电子产业出版社,2001.
　　
　　[4]姜风国.基于虚拟仪器的潜水泵电气安全性能计算机自动测试系统[D].硕士学位论文.浙江大学,2005.
　　
　　[5]姜风国.基于虚拟仪器的电机电参数测试[J].机电工程,2007,4(2):20-22.
　　
　　[6]王公仆,王文成.计算机与单片机的串口通讯程序设计[J].轻工机械,2007,6(3):103-105.
　　
　　[7]程琴,胡志强，等.基于LabVIEW的农用风机性能测试系统的设计[J].农机化研究,2008,6(6):119-120.