结晶器振动检测与分析系统软件开发

论文摘要

结晶器是连铸机的关键设备之一,结晶器振动是影响连铸生产质量和产量的重要因素。因此,对结晶器振动状态进行检测与分析有着重要意义和实用价值。本课题以国内某大型钢铁企业“结晶器振动状态检测与分析”为研究对象,在充分调研了国内外结晶器振动检测系统之后,分析了现有检测系统的不足,并结合结晶器振动检测的实际需求,提出了一套具有实时状态检测和故障诊断分析功能的结晶器振动检测与分析系统,并实现了系统的具体设计。该系统分为手持端和PC端两部分,其中手持端由下位机和上位机组成。手持端是基于MSP430和Pocket PC的现场检测设备,PC端是以Windows为操作系统平台的数据管理分析系统。本系统不仅能够对结晶器振动进行现场检测,同时也能够对历史数据进行分析处理,检测和分析的结果对连铸生产进行指导。论文详细介绍了手持端系统和PC端系统的设计。在软件设计中,采用多线程技术、数据库系统和文件系统协同作业的数据管理方案、嵌入多种信号分析方法,调用MATLAB引擎等手段使系统具有强大的功能。手持端系统能够实时显示振动信号的时域图、频域图、特征参数值及轴心轨迹图,并根据要求将数据进行保存;PC端系统能够对历史数据进行管理和分析,实现了数据存取、查询、删除、波形分析和打印等功能。该系统不仅具有嵌入式系统的便携性特点,同时也具有强大的分析计算能力,操作简便、功能可扩展性强等优点。最后为提高系统的实际工作能力,改进和完善系统的设计方案和功能,操作人员对系统软件进行了多次测试实验。多次测试实验证明,本系统在振动信号检测与分析中结果准确,运行稳定,具有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 论文研究背景和意义
• 1.2.1 连铸结晶器振动技术介绍
• 1.2.2 结晶器振动检测方法现状分析
• 1.2.3 系统的功能和特点
• 1.2.4 系统研究的意义
• 1.3 嵌入式技术在系统中的应用
• 1.3.1 嵌入式系统定义和特点
• 1.3.2 嵌入式技术在数据采集和处理领域的应用优势
• 1.3.3 振动检测分析系统中嵌入式技术的应用
• 1.4 数据库技术对连铸生产的重要性
• 1.4.1 数据库概述
• 1.4.2 振动检测分析系统中数据库的应用
• 1.5 论文研究内容和结构安排
• 第二章 连铸结晶器振动分析
• 2.1 结晶器振动机构简介
• 2.2 结晶器正弦振动的振动规律
• 2.2.1 正弦振动的波形及参数
• 2.2.2 正弦振动参数的确定
• 2.3 结晶器非正弦振动的振动规律
• 2.3.1 非正弦振动的波形及参数
• 2.3.2 非正弦振动参数的确定
• 2.4 结晶器振动检测系统的应用
• 2.5 本章小结
• 第三章 结晶器振动检测与分析系统总体架构
• 3.1 系统总体架构
• 3.2 手持端系统设计
• 3.2.1 整体设计
• 3.2.2 上位机软件设计
• 3.3 PC端系统设计
• 3.4 系统总体设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 结晶器振动检测与分析系统的设计与实现
• 4.1 软件设计技术要点
• 4.1.1 多线程技术
• 4.1.2 数据的管理
• 4.1.3 多种信号分析方法
• 4.1.4 VC和MATLAB混合编程
• 4.2 软件模块的划分及相互间通信
• 4.3 手持端模块的实现
• 4.3.1 数据采集管理子模块
• 4.3.2 图形分析子模块
• 4.3.3 存储子模块
• 4.4 通信模块的实现
• 4.4.1 上位机与下位机间的通信
• 4.4.2 手持端与PC端的通信
• 4.5 数据管理模块
• 4.6 图形显示和打印模块
• 4.7 波形分析模块
• 4.8 PC端软件效果图
• 4.9 本章小结
• 第五章 系统测试
• 5.1 测试实验
• 5.1.1 手持端系统测试
• 5.1.2 PC端系统测试
• 5.2 测试结果
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 研究总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的科研成果
• 致谢