旋轉機械振動自主式數據采集系統(tǒng)研究與實現.pdf

1、本文從研究旋轉機械的振動機理入手，針對旋轉機械在故障條件下或潛在故障條件下的振動信號特征，結合旋轉機械振動信號的測量方法、數字信號處理理論、旋轉機械狀態(tài)監(jiān)測與故障預測以及現場生產需要，運用計算機技術、傳感器技術、CPLD技術、鎖相環(huán)技術，研制了基于PC/104平臺上的旋轉機械振動自主式數據采集系統(tǒng)，達到了采集頻率整周期同步、數據采集實時高速、工作模式靈活多變、數據存儲容量大等要求，滿足了狀態(tài)監(jiān)測與故障預測的數據需要，彌補了當前旋轉機械振

2、動數據采集系統(tǒng)占用系統(tǒng)資源較大、數據采集模式單一、輸入通道數與采集點數固定不變、通訊方式單一不能充分實現數據共享、采集速度不能滿足需要、可移植性相對不足等不足之處。 課題中根據旋轉機械振動數據采集的功能需求和現場生產需要，在ALTERA MAX+Plus Ⅱ開發(fā)平臺上，運用VerilogHDL硬件設計語言對CPLD程序設計開發(fā)，主要內容如下： 1．設計了自主式數據采集控制時序功能模塊，實現了數據采集過程完全自主式控制，達

3、到了實時高速的數據采集和整個采集過程無需CPU控制的要求，節(jié)省了系統(tǒng)資源； 2．設計了雙口RAM尋址模塊，實現了采集的數據大容量高速存儲，達到了大容量數據存儲與上傳要求； 3．設計了數據采集模式控制模塊，實現了采集模式靈活可調功能，滿足了系統(tǒng)工作需要； 4．設計了鎖相倍頻環(huán)控制模塊，實現了采樣點數動態(tài)跟蹤與滑動可調，滿足高速整周期采樣要求； 5．設計了PC/104總線接口模塊，實現了采集的數據高速上傳到工

4、控主機，利用工控主機的豐富接口達到數據充分共享。 通過實時仿真驗證，證明各功能模塊滿足功能和時序控制要求，能夠實現高速實時、采集模式靈活、整周期采樣頻率動態(tài)跟蹤且采樣點數滑動可調和大容量存儲數據采集系統(tǒng)需求，達到了旋轉機械振動自主式數據采集的要求。 課題中還針對振動信號的特征和系統(tǒng)要求設計了硬件電路，主要包括振動信號調理電路、高速多通道AD轉換電路、鎖相倍頻環(huán)電路、PC/104總線的總線接口電路。 最后，對本論文