【正文】 中國(guó)設(shè)備工程， : 4344 [5] 劉君華，基于 LabVIEW的虛擬儀器的設(shè)計(jì) [M]。 這次設(shè)計(jì)讓我明白了人這一輩子不能僅僅局限于那一點(diǎn)點(diǎn)滿足感，要放眼 望去，通過(guò)去參與各種實(shí)踐，提升自己的動(dòng)手能力，創(chuàng)造屬于自己的未來(lái)。并且希望所提供的樣本總數(shù)是整周期個(gè)數(shù) 的。條件結(jié)構(gòu)可從【結(jié)構(gòu)】子選板中創(chuàng)建，條件結(jié)構(gòu)包含選擇端口和選擇器標(biāo)簽，如圖 51 所示。 c) 共享庫(kù) 如果希望使用 LabVIEW 開(kāi)發(fā)的函數(shù)能夠和使用其他編程語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)人員共享，則需要建立共享庫(kù)。 軟件 編寫 基于 Labview 的風(fēng)力發(fā)電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 軟件流程圖 軟件流程圖如圖 41 所示： 圖 41 軟件流程圖 控制器前面版的 設(shè)計(jì) 前面板是用戶登陸界面 ， 用于用戶向程序中輸入密碼口令 ， 前面板的設(shè)計(jì) ， 充分發(fā)揮了 LabVIEW 的特長(zhǎng) ,即建立了友好的人機(jī)操作界面 啟動(dòng) DAQ 設(shè)置 DAQ 的工作參數(shù) 設(shè)置 工作參數(shù) 外加值與設(shè)定值比較 超過(guò)設(shè)定參數(shù)？ 執(zhí)行條件結(jié)構(gòu)的真 執(zhí)行條件結(jié)構(gòu)的假 進(jìn)入虛擬儀器軟件 不變 減速 報(bào)警 顯示 結(jié)束 開(kāi)始 N Y 基于 Labview 的風(fēng)力發(fā)電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 圖 42 登陸界面 圖 43 登陸界面的顯示 數(shù)據(jù)采集程序框圖的設(shè)計(jì) 顯示程序框圖的設(shè)計(jì)步驟如下： （ 1）首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè) DAQ 助手， 在流程圖設(shè)計(jì)窗口中打開(kāi)【 函數(shù)】 模塊 ,執(zhí)行【 函數(shù)】 → 【 express】 → 【 DAQ 助手】， 調(diào)入 DAQ。 大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)，是建立在信號(hào)的定量分析上，這樣系統(tǒng)才能判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是， 對(duì)于大功率外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)需設(shè)計(jì)專門的信號(hào)處理裝置。 （ 4）激勵(lì) 有些傳感器在正常工作時(shí)需要激勵(lì)信號(hào)以激發(fā)相關(guān)電路產(chǎn)生物理現(xiàn)象，如應(yīng)力片和 RTD，此時(shí)需要在系統(tǒng)中加入激勵(lì)轉(zhuǎn)換器。 傳感器 目前較先進(jìn)的振動(dòng)測(cè)試用的傳感器有電渦流傳感器，速度傳感器和壓電加速度傳感器。安全設(shè)置主要包括登錄方式、用戶名、密碼管理、域管理。任何運(yùn)行時(shí)間同步服務(wù)的計(jì)算機(jī)都可作為時(shí)間服務(wù)器使用，主時(shí)間服務(wù)器是列表中的第一臺(tái)計(jì)算機(jī)。也有與其獨(dú)特應(yīng)用方式有關(guān)的自有的配置選項(xiàng)。 最后， LabVIEW 還使用并行工作方式， 作為一個(gè)多任務(wù)的軟件系統(tǒng)，當(dāng) LabVIEW 創(chuàng)建具有同步的程序塊時(shí)，就可交互地運(yùn)行并行 VIs 程序。 20 世紀(jì) 90 年代，計(jì)算機(jī)總線速度進(jìn)一步提高， PCI 總線的數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到了 132Mbps， 1996 年底， NI 公司在 PCI 總線的基礎(chǔ)上提出了第一代 PXI（ PCI eXtensions for Instrumentation）系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范。當(dāng)今世界風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)發(fā)展迅速，據(jù)丹麥 BTM 咨詢公司的統(tǒng)計(jì)， 2021 年全球風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)新增裝機(jī)容量創(chuàng)新高， 新增 1,980 萬(wàn) kW， 累計(jì)總?cè)萘窟_(dá)到了 9,400 萬(wàn) kW， 較 2021 年的 7,431 萬(wàn) kW 的總?cè)萘吭鲩L(zhǎng)了 %。并且據(jù)著名金融機(jī)構(gòu)高盛的預(yù)計(jì)，每桶石油價(jià)格將突破 200 美元。 數(shù)據(jù) 監(jiān)測(cè)技術(shù)的目的就要是尋找一些應(yīng)用于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的故障分析和預(yù)測(cè)方法，通過(guò)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)組實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷分析，以及利用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)預(yù)測(cè)機(jī)組狀態(tài)的發(fā)展并及時(shí)提供維護(hù)信息，減少安全隱患。 （ 2） .學(xué)生應(yīng)撰寫的內(nèi)容為： 中文摘要 和關(guān)鍵詞 、目錄 、 正文、參考文獻(xiàn)等 。 5）報(bào)警記錄界面。要使風(fēng)電場(chǎng)與其它發(fā)電廠相比更加具有競(jìng)爭(zhēng)力，必須提高其可靠性、高效率及發(fā)電機(jī)組的壽命。 發(fā)揮部分 自由發(fā)揮 基于 Labview 的風(fēng)力發(fā)電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 一、 概論 風(fēng)能 太陽(yáng)輻射造成地球表面受熱不均，引起大氣層中壓力分布不均，在不均壓力的作用下，空氣沿水平方向運(yùn)動(dòng)就形成了風(fēng)。直到上世紀(jì)五十年代以后，人們開(kāi)始對(duì)環(huán)境和自然資源的重視， 特別是 1973 年世界石油危機(jī)的爆發(fā)， 風(fēng)力發(fā)電得到了人們足夠的重視，在技術(shù)上得到了日新月異的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電逐步從科研走向產(chǎn)品，從實(shí)驗(yàn)室走向 實(shí)用。它是以計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)為核心，依賴于自 動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)值分析技術(shù)的一項(xiàng)現(xiàn)代綜合測(cè)試技術(shù)。主要特點(diǎn)為： 第一，使用圖形化編程方式，在流程圖中創(chuàng)建源程序。 （ 5） CIN 節(jié)點(diǎn)（ code interface node） 。用戶可以設(shè)置選板的顯示 模式和加載方式。 在編寫大型軟件時(shí)，LabVIEW 一般通過(guò)目錄結(jié)構(gòu)管理文件，通過(guò)設(shè)定 VI 搜索路徑 ， 可使 LabVIEW 在確定的范圍內(nèi)操作 VI。 被 測(cè)風(fēng)速 值 傳 感 器 信號(hào)調(diào)理 數(shù)據(jù)采集卡 計(jì)算機(jī) 非電量 電信號(hào) 模擬 信號(hào) 數(shù)字 信號(hào) 基于 Labview 的風(fēng)力發(fā)電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 三、 風(fēng)力發(fā)電的數(shù)據(jù) 監(jiān)測(cè)與控制的硬件組成 本課題所設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件的重要組成部分有傳感器、通訊傳輸線路設(shè)備、信號(hào)調(diào)理 單元、數(shù)據(jù)采集卡，服務(wù)器和個(gè)人計(jì)算機(jī)等。 （ 3）濾波 濾波是從所采集的信號(hào)中濾除不需要的信號(hào)或噪聲。 D/A 轉(zhuǎn)換器的主要性能參數(shù)是分辨率和線性誤 基于 Labview 的風(fēng)力發(fā)電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 差分辨率，分辨率取決于 D/A 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)，線性誤差則刻畫了 D/A 轉(zhuǎn)換器的精度。 4 條輸入通道借助自動(dòng)調(diào)節(jié)采樣率的內(nèi)置抗混疊濾波器，同時(shí)以每通道高達(dá) kHz 的速率對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字 化。 處理設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是用一種合適的表達(dá) 方式來(lái)描述每個(gè)模塊的執(zhí)行過(guò)程。根據(jù)編程人員的不同目的， VI 有五種不同的發(fā)布形式： a) 源代碼發(fā)布 如果希望發(fā)布的 VI 可以被其他 LabVIEW 開(kāi)發(fā)人員使用，則需要?jiǎng)?chuàng)建這種規(guī)范，主要用于二次開(kāi)發(fā)和合作開(kāi)發(fā)。根據(jù)分析結(jié)果，可以對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行狀況作出預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)機(jī)組預(yù)測(cè)性的維護(hù)。實(shí)際采集時(shí)，噪聲也可能帶來(lái)一些麻煩。這主要是因?yàn)槲覜](méi)有把理論和實(shí)踐相結(jié)合，缺乏動(dòng)手能力而造成的結(jié)果，最后通過(guò)老師的糾正和自己的實(shí)際操作，終于把正確的結(jié)果做了出來(lái)，同樣也看清了自己的不足之處。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀 [J]。北京：電子工業(yè)出版社， 2021年 3 月 [7] 王磊，陶梅。設(shè)計(jì)的完成與我的指導(dǎo)老師親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。這是我們測(cè)量與分析的唯一依據(jù)。 數(shù)據(jù)采集卡 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)傳感器把風(fēng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，電壓信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 基于 Labview 的風(fēng)力發(fā)電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 e) Windows 安裝程序 在 Windows 系統(tǒng)中，如果希望將獨(dú)立應(yīng)用程序、共享庫(kù)或源代碼發(fā)布給其他用戶，則應(yīng)創(chuàng)建安裝程序。 基于 Labview 的風(fēng)力發(fā)電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 圖 44 創(chuàng)建 DAQ （ 2）打開(kāi)程序框圖編輯窗口，調(diào)整與前面板相對(duì)應(yīng)的控件圖標(biāo)位置，以便后續(xù)擺放函數(shù)與連線。 對(duì)于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)，要求對(duì)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，即主軸，主軸軸承，增速齒輪箱和發(fā)電機(jī)軸，進(jìn)行不間斷的實(shí)時(shí)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)。 NI 公司的 CompactRIO 是一種小巧而堅(jiān)固的高級(jí)嵌入式控制和采集系統(tǒng)，采用可重配置的 I/O （ reconfigurable I/O， 縮寫為 RIO） 。 采集卡（ DAQ） 基于 PC 的數(shù)據(jù)采集卡 DAQ（ Data Acquisition）的基本功能包括模擬量輸入（ A/D） 、模擬量輸出（ D/A） 、數(shù)字 I/O（ Digital I/O）和定時(shí)（ Timer） /計(jì)數(shù)（ Counter） 。以主軸為軸向，在主軸承的徑向安裝一個(gè)壓電加速度傳感器 1，軸向安裝一個(gè)壓電加速度傳感器 2，在塔架垂直軸線的后方安裝一個(gè)徑向的壓電加速度傳感器 3，這樣配合傳感器 2 可以監(jiān)測(cè)機(jī)艙的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。 與 VI 服務(wù)器不同， Web 服務(wù)器主要針對(duì)非工作組成員。單項(xiàng)（ Menu Items and Shortcuts）列表顯示了菜單項(xiàng)對(duì)應(yīng)的快捷鍵。Options”菜單中調(diào)出軟件環(huán)境對(duì)話框，如圖 11 所示，根據(jù)自己的操作習(xí)慣和編程風(fēng)格來(lái)配置編程環(huán)境。 VI 從數(shù)據(jù)流框圖程序中接收指令，框圖程序是一種解決編程問(wèn)題的圖形化方法，實(shí)際上是 VI 的程序代碼。測(cè)量電路模塊通常由各種插卡式或外置卡信號(hào)調(diào)理電路板、數(shù)據(jù)采集卡 DAQ（ Data Acquisition） ，也可以是帶計(jì)算機(jī)接口的測(cè)量?jī)x器。 中國(guó)風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r 研究資料表明，我國(guó)風(fēng)能資源豐富，陸上可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能資源達(dá) 億 kW，近海的風(fēng)能資源是陸地的 3 倍，可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能資源達(dá) 億 kW，共計(jì)約 10 億 kW。表面上似乎各國(guó)對(duì)能源的需求也同時(shí)降低了 ，但人們?cè)谶@場(chǎng)金融危機(jī)的背景下，也逾發(fā)體會(huì)到，對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，勢(shì)必造成對(duì)本國(guó)的基礎(chǔ)行業(yè)和制造業(yè)的發(fā)展受能源輸出國(guó)的牽制，這種不穩(wěn)定的發(fā)展就會(huì)進(jìn)而影響到消費(fèi)品行業(yè)、服務(wù)業(yè)和金融業(yè)，因此對(duì)新能源的需求已經(jīng)具有十分重要現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)利益。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的目的是對(duì)采集的振動(dòng)信號(hào)通過(guò)曲線擬合、統(tǒng)計(jì)分析、頻率響應(yīng)等步驟進(jìn)行定量分析，將數(shù)據(jù)以圖和表的形式顯示出來(lái)，并儲(chǔ)存所有數(shù)據(jù)。 （ 3） .論文要求打 印，打印時(shí)按《沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范》的要求進(jìn)行打印。在這里可以根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)通道口的選擇、濾波器開(kāi)關(guān)的選擇、通道報(bào)警值、采樣最大最小值、輸入方式配置、采樣頻率及采樣模式等進(jìn)行設(shè)置。 5 4 3 2 評(píng)閱教師評(píng)審成績(jī) （加權(quán)分合計(jì)乘以 8） 分 加權(quán)分合計(jì) 評(píng) 閱 教 師 簽 名： 年 月 日 課 程 設(shè) 計(jì) 總 評(píng) 成 績(jī) 分 基于 Labview 的風(fēng)力發(fā)電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) V 目 錄 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 ............................................................................................................II 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表 .................................................................................................. IV 摘 要 ............................................................................................................................ 1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述 ............................................................................................................ 2 設(shè)計(jì)題目 .....................................................................