基于STM32和LabVIEW的离心泵监测系统设计

发布时间：2023-01-11 06:26

　　离心泵作为一种应用广泛的特殊用泵,但由于其工作环境恶劣,经常发生故障以及现有监测系统开发成本较高,为了减少因离心泵故障造成的重大损失,方便现场工作人员及时诊断、发现和排除离心泵故障,因此有必要对离心泵及其工作环境进行监测,离心泵监测具有重要的经济价值和现实意义。此外,随着虚拟仪器、传感器、现场总线和嵌入式等相关领域技术的发展,离心泵监测系统也逐渐朝着高精度、自动化、智能化等方向发展。本文在研究国内外离心泵监测系统研究现状的基础上,针对目前离心泵监测存在的开发成本高、无法实时监测、可靠性差等问题,设计了一款基于LabVIEW和STM32的离心泵监测系统,该系统主要监测离心泵振动、噪声、安装平面倾角、进出口水温、吸水池水深和工作环境的风速;当系统传感器发生故障或者传感器采集超过阈值,系统及时发出警报。首先,本文根据离心泵的工作原理、基本结构分析了离心泵容易产生空化现象,再结合其恶劣的工作环境,确定了本系统所要监测的参数。为实现系统实时监测,提出监测系统以上、下位机协作的模式,采用RS485串口总线和Modbus RTU协议进行通讯。通过对离心泵监测系统的功能需求进行分析,给出了离心泵监测系... 

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 离心泵监测的背景、目的和意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 机械设备监测系统发展
        1.2.2 离心泵监测的国外研究现状
        1.2.3 离心泵监测的国内研究现状
        1.2.4 离心泵监测未来发展趋势
    1.3 离心泵监测存在的问题
    1.4 研究内容
第二章 系统总体方案设计
    2.1 离心泵工作原理与基本构造
    2.2 系统总体结构设计
    2.3 系统可行性分析
        2.3.1 硬件可行性分析
        2.3.2 软件可行性分析
    2.4 监测系统关键技术
        2.4.1 RS485 总线
        2.4.2 Modbus协议
    2.5 本章小结
第三章 系统硬件设计
    3.1 硬件总体设计
    3.2 传感器选型
        3.2.1 振动传感器
        3.2.2 噪声传感器
        3.2.3 温度传感器
        3.2.4 风速传感器
        3.2.5 液位传感器
        3.2.6 倾角传感器
    3.3 微控制器模块
        3.3.1 微控制器选型
        3.3.2 STM32 嵌入式最小系统
        3.3.3 电源模块
        3.3.4 数据采集模块
        3.3.5 通信模块
    3.4 本章小结
第四章 系统软件设计
    4.1 数字滤波
    4.2 下位机软件开发环境
        4.2.1 STM32 库函数开发
        4.2.2 Keil uVision4 简介
        4.2.3 Keil uVision4 项目开发步骤
    4.3 下位机软件设计
        4.3.1 主程序模块设计
        4.3.2 数据采集模块程序设计
        4.3.3 Modbus协议程序
        4.3.4 RS485 通信程序设计
        4.3.5 故障报警程序设计
    4.4 上位机软件设计
        4.4.1 虚拟仪器概述
        4.4.2 LabVIEW简介
        4.4.3 登录界面设计
        4.4.4 通信模块
        4.4.5 数据采集模块
        4.4.6 故障报警模块
        4.4.7 数据存储模块
        4.4.8 监测主界面设计
    4.5 本章小结
第五章 系统测试
    5.1 监测系统调试
    5.2 试验平台搭建
    5.3 试验测试方案
    5.4 系统试验结果
        5.4.1 系统数据精度测试
        5.4.2 系统故障报警性能测试
        5.4.3 系统稳定性测试
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果



本文编号：3729571