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[摘 要]文章主要针对汽轮机汽缸负荷分配监测系统设计进行分析，结合当下汽轮机汽缸负荷分配监测系统设计发展现状，从汽轮机汽缸负荷分配监测系统整体结构、汽轮机汽缸负荷分配监测系统硬件线路设计方面进行深入研究与探索，主要目的在于更好的推动汽轮机汽缸负荷分配监测系统的发展与进步。
[关键词]汽轮机车；机车缸；负荷分配；检测系统
中图分类号：F230-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）46-0358-01
通常情况下，汽轮机车结构较为复杂、安装难度较高、技术需求也较为严格，同时与人们生活质量也有着密切的联系。在汽缸安装期间，应进行完善的负荷分配，也就是在确保汽缸的重力合理分配到相应支撑上，保证其运行的稳定性。其中以往的负荷分配方法以及不能满足大型机组的安全需求，并使其安装缺乏精准性，因此需要对汽轮机汽缸负荷分配监测系统进行科学的使用。文章主要以某负荷分配监测系统设计工作为例进行研究。
一、汽轮机汽缸负荷分配监测系统整体结构
其一，前置信号处理结构。其主要由各通道的压力传感设备、前置放大电路等组合而成，较好促进压力信息逐渐转变为电压信号，并确保电压信号的放大与整定输出。
其二，数据转变结构。其是由输入缓冲级、A/D转换设备以及输入模拟信号等组合而成。
其三，人机界面与CPU。这一结构通常由单片机设备、按键、显示器、打印机设备等有机结合而成，并主要确保系统管理控制、测量数据信息的显示、打印以及控制信息人工输入等工作的全面落实与实施。
其四，掉电保护与时钟结构。这一结构的主要作用是促进日历时钟的形成与存储，并对检测初始数据进行掉电保护处理。
其五，USB通信端口。其可确保汽轮机汽缸负荷分配监测系统与PC机进行良好的数据信息传输，并促进系统在线监控的实现。
其六，确电源结构。确保了开关电源可为电路所有结构进行良好的供电处理，使得系统对于电池的充放电管理进行较为良好的控制。
二、汽轮机汽缸负荷分配监测系统电路设计
（一）前置压力信号处理设计
在实际设计期间，前置压力信号处理部位是促进数据精准性提升的主要内容，因此可对监管部门检测合格的传感器与相应的放大设备等进行使用，促进系统具有较强的稳定性。其中使用传感器的测量范围主要在30t以内，电压输出值为5V，测量精度为0.2级。
（二）A/D转换设计
在负荷分配监测系统中，委托方通常需要测量精准度为0.5%，分辨率为1%。因此在对A/D转换设备进行选择期间，其分辨率应在10bit左右。并对转换速度、接口设计、分辨率等因素进行综合分析与研究，以此为基础选择较为科学合理的接口线路。
结合接口线路进行分析可以发现，传感器信号主要从右侧进行输入，并经过8个通道，其中个通道输出以转变为0V至5V，而相应运放形成的电压跟随设备结构为传感器电路与A/D转换设备的主要缓冲级。另一方面，运放期间的同相输入端与RC滤波电路进行外接处理，其主要意义是对传感器在长线传输期间会出现的各种电磁干扰实施有效的预防，进而对测量数据信息的随机误差影响进行科学的控制与管理。
（三）人机界面与CPU设计
负荷分配监测系统经常进行大规模的数据分析与计算，因此可对P89CS1RD2型号单片机进行使用。其可对40MHZ主频进行使用，并拥有64K与1024字节的RAM及ROM，可较好为系统的良好运行提高条件。人际界面主要为显示器以及按键等设施。其中按键主要可分为“检测”、“选择”、“复位”以及“打印”四种选项。同时系统对IMP708设备进行使用，使得复位键成为了单片机的强制输入功能，进而促进了系统复位能力的实现。
（四）时钟与掉电保护设计
在对时钟以及掉电保护进行设计期间，设计人员可根据实际需求对拥有I3C结构的时钟芯片进行使用。与此同时，为了确保时钟芯片在断电保护以及关闭电源期间可正常运行，需要利用可充电电池对X1205芯片进行电能供应。
（五）USB接口设计
对USB接口进行设计期间，应确保USB接口与PC机之间具有较强的数据信息传输功能，因此可对比串联通信具有较强传输速率的方式进行使用，促进负荷分配监测系统具有较强的实用性。其中对单片机并口P0进行使用，并通过USB协议芯片对电路进行设计，实现电路结构的简化。
三、软件设计
首先，初始化设计。其主要为显示器处理化、CPU初始化、打印机初始化、时钟初始化与界面选择初始化设计。其次，数字滤波与A/D转换设计。利用定期检测方法，定期对系统各通道进行全面的检测，在通过数字滤波技术获得相应的数据信息。最后，按键处理设计。其主要为选择测量途径、按键识别以及打印机打印等工作。对间隔30ms巡查方式进行使用，并使用单片机定时功能实现定时。
四、信息滤波处理
（一）误差的清除
设计人员先通过A/D转换设备对相应通道的数据进行测量，在通过相关公式对通道压力平均值进行明确，接着在通过相应的公式对各数据的残差值进行计算与明确。同时还需要通过公式对通道的保准差值进行计算，最后在通过莱特准则对所有残差值绝对值是否<3倍等保准差值进行明确。若某数据残差值不符合相关标准时，则需要对其进行清除处理。
（二）平均值与中值的滤波
设计人员在对存在错误的数据信息进行清除后，还需要根据实际需求对剩余数据信息进行平均值与中值的滤波处理。其主要的施工方法就对身下的所有数据实施相应的排序，并对最大值与最小值进行清除，接着在对剩下数据信息的平均值进行计算，同时将其作为这次通道压力检测的实际检测值。在进行实际实验期间可以发现，在对这一方法进行期间，数据测量信息精准性得到了全面的提升与完善。
（三）数据对比
想要对数字滤波技术对测量数据精准度的影响进行明确，需要设计人员对标准负负荷源进行使用。在对其影响进行分析期間，可对汽轮机汽缸负荷分配监测系统两个通道进行实验分析，并确保各通道加载9个不同的标准负荷。同时对其实验检测的数据信息进行科学的记录，为数据对比创建良好的条件。在数据比对期间可以发现，对滤波处理技术使用后数据误差得到了明显的控制。
结语：
综上所述，随着汽轮机汽缸负荷分配监测系统设计的完成，并进行实际运行一段时间后凭借其具有较强的运行稳定性、安全性、测量金准度高以及使用较为方面等特征，受到了各施工安全企业的广泛关注与运用。在一定程度上较好促进了汽轮机汽缸负荷分配质量的全面提升。
参考文献：
[1]郭杰，雷刚，施芸，王涛.基于ZigBee的汽轮机汽缸负荷分配监测系统设计[J].制造业自动化，2017（20）.
[2]郭杰，雷刚.汽轮机汽缸负荷分配监测系统设计[J].制造业自动化，2011（17）.
[3]葛晓霞.汽轮机汽缸壁温及胀差全工况仿真数学模型[J].中国电机工程学报，2018（05）.
[关键词]汽轮机车；机车缸；负荷分配；检测系统
中图分类号：F230-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）46-0358-01
通常情况下，汽轮机车结构较为复杂、安装难度较高、技术需求也较为严格，同时与人们生活质量也有着密切的联系。在汽缸安装期间，应进行完善的负荷分配，也就是在确保汽缸的重力合理分配到相应支撑上，保证其运行的稳定性。其中以往的负荷分配方法以及不能满足大型机组的安全需求，并使其安装缺乏精准性，因此需要对汽轮机汽缸负荷分配监测系统进行科学的使用。文章主要以某负荷分配监测系统设计工作为例进行研究。
一、汽轮机汽缸负荷分配监测系统整体结构
其一，前置信号处理结构。其主要由各通道的压力传感设备、前置放大电路等组合而成，较好促进压力信息逐渐转变为电压信号，并确保电压信号的放大与整定输出。
其二，数据转变结构。其是由输入缓冲级、A/D转换设备以及输入模拟信号等组合而成。
其三，人机界面与CPU。这一结构通常由单片机设备、按键、显示器、打印机设备等有机结合而成，并主要确保系统管理控制、测量数据信息的显示、打印以及控制信息人工输入等工作的全面落实与实施。
其四，掉电保护与时钟结构。这一结构的主要作用是促进日历时钟的形成与存储，并对检测初始数据进行掉电保护处理。
其五，USB通信端口。其可确保汽轮机汽缸负荷分配监测系统与PC机进行良好的数据信息传输，并促进系统在线监控的实现。
其六，确电源结构。确保了开关电源可为电路所有结构进行良好的供电处理，使得系统对于电池的充放电管理进行较为良好的控制。
二、汽轮机汽缸负荷分配监测系统电路设计
（一）前置压力信号处理设计
在实际设计期间，前置压力信号处理部位是促进数据精准性提升的主要内容，因此可对监管部门检测合格的传感器与相应的放大设备等进行使用，促进系统具有较强的稳定性。其中使用传感器的测量范围主要在30t以内，电压输出值为5V，测量精度为0.2级。
（二）A/D转换设计
在负荷分配监测系统中，委托方通常需要测量精准度为0.5%，分辨率为1%。因此在对A/D转换设备进行选择期间，其分辨率应在10bit左右。并对转换速度、接口设计、分辨率等因素进行综合分析与研究，以此为基础选择较为科学合理的接口线路。
结合接口线路进行分析可以发现，传感器信号主要从右侧进行输入，并经过8个通道，其中个通道输出以转变为0V至5V，而相应运放形成的电压跟随设备结构为传感器电路与A/D转换设备的主要缓冲级。另一方面，运放期间的同相输入端与RC滤波电路进行外接处理，其主要意义是对传感器在长线传输期间会出现的各种电磁干扰实施有效的预防，进而对测量数据信息的随机误差影响进行科学的控制与管理。
（三）人机界面与CPU设计
负荷分配监测系统经常进行大规模的数据分析与计算，因此可对P89CS1RD2型号单片机进行使用。其可对40MHZ主频进行使用，并拥有64K与1024字节的RAM及ROM，可较好为系统的良好运行提高条件。人际界面主要为显示器以及按键等设施。其中按键主要可分为“检测”、“选择”、“复位”以及“打印”四种选项。同时系统对IMP708设备进行使用，使得复位键成为了单片机的强制输入功能，进而促进了系统复位能力的实现。
（四）时钟与掉电保护设计
在对时钟以及掉电保护进行设计期间，设计人员可根据实际需求对拥有I3C结构的时钟芯片进行使用。与此同时，为了确保时钟芯片在断电保护以及关闭电源期间可正常运行，需要利用可充电电池对X1205芯片进行电能供应。
（五）USB接口设计
对USB接口进行设计期间，应确保USB接口与PC机之间具有较强的数据信息传输功能，因此可对比串联通信具有较强传输速率的方式进行使用，促进负荷分配监测系统具有较强的实用性。其中对单片机并口P0进行使用，并通过USB协议芯片对电路进行设计，实现电路结构的简化。
三、软件设计
首先，初始化设计。其主要为显示器处理化、CPU初始化、打印机初始化、时钟初始化与界面选择初始化设计。其次，数字滤波与A/D转换设计。利用定期检测方法，定期对系统各通道进行全面的检测，在通过数字滤波技术获得相应的数据信息。最后，按键处理设计。其主要为选择测量途径、按键识别以及打印机打印等工作。对间隔30ms巡查方式进行使用，并使用单片机定时功能实现定时。
四、信息滤波处理
（一）误差的清除
设计人员先通过A/D转换设备对相应通道的数据进行测量，在通过相关公式对通道压力平均值进行明确，接着在通过相应的公式对各数据的残差值进行计算与明确。同时还需要通过公式对通道的保准差值进行计算，最后在通过莱特准则对所有残差值绝对值是否<3倍等保准差值进行明确。若某数据残差值不符合相关标准时，则需要对其进行清除处理。
（二）平均值与中值的滤波
设计人员在对存在错误的数据信息进行清除后，还需要根据实际需求对剩余数据信息进行平均值与中值的滤波处理。其主要的施工方法就对身下的所有数据实施相应的排序，并对最大值与最小值进行清除，接着在对剩下数据信息的平均值进行计算，同时将其作为这次通道压力检测的实际检测值。在进行实际实验期间可以发现，在对这一方法进行期间，数据测量信息精准性得到了全面的提升与完善。
（三）数据对比
想要对数字滤波技术对测量数据精准度的影响进行明确，需要设计人员对标准负负荷源进行使用。在对其影响进行分析期間，可对汽轮机汽缸负荷分配监测系统两个通道进行实验分析，并确保各通道加载9个不同的标准负荷。同时对其实验检测的数据信息进行科学的记录，为数据对比创建良好的条件。在数据比对期间可以发现，对滤波处理技术使用后数据误差得到了明显的控制。
结语：
综上所述，随着汽轮机汽缸负荷分配监测系统设计的完成，并进行实际运行一段时间后凭借其具有较强的运行稳定性、安全性、测量金准度高以及使用较为方面等特征，受到了各施工安全企业的广泛关注与运用。在一定程度上较好促进了汽轮机汽缸负荷分配质量的全面提升。
参考文献：
[1]郭杰，雷刚，施芸，王涛.基于ZigBee的汽轮机汽缸负荷分配监测系统设计[J].制造业自动化，2017（20）.
[2]郭杰，雷刚.汽轮机汽缸负荷分配监测系统设计[J].制造业自动化，2011（17）.
[3]葛晓霞.汽轮机汽缸壁温及胀差全工况仿真数学模型[J].中国电机工程学报，2018（05）.