基于FPGA的空壓機在線監(jiān)測系統(tǒng)的前端設(shè)計.pdf

1、狀態(tài)監(jiān)測是掌握設(shè)備運行狀況，判斷其運行趨勢，降低故障率的重要手段之一。而獲得反映設(shè)備運行的準確數(shù)據(jù)是狀態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)。本文適應(yīng)旋轉(zhuǎn)機械在線監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展，以實際工程項目為背景，對空壓機在線監(jiān)測系統(tǒng)的前端部分進行設(shè)計，有效地實現(xiàn)了信號調(diào)理、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)存儲等功能。 本文先對空壓機結(jié)構(gòu)及其常發(fā)故障進行分析，提出了空壓機監(jiān)測測點布置方案，給出了在線監(jiān)測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。之后結(jié)合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要求，通過對比確定了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體方案，即以

2、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)作為數(shù)據(jù)采集和存儲的控制核心，實現(xiàn)多通道同步數(shù)據(jù)采集，并采用ARM處理器來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。 在給出系統(tǒng)設(shè)計整體方案之后，本文著重于系統(tǒng)前端的硬件設(shè)計，并將其分為信號調(diào)理卡和數(shù)據(jù)采集卡兩部分研究。信號調(diào)理卡包括I/V變換電路、程控增益放大電路、低通濾波電路；從傳感器輸出的模擬信號經(jīng)過信號調(diào)理卡進行信號調(diào)理后，轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)采集卡可以接受的輸入信號，以便數(shù)據(jù)采集卡進行后續(xù)處理。數(shù)據(jù)采集卡包括AD轉(zhuǎn)換器接口

3、電路、雙口RAM接口電路和FPGA接口電路；FPGA作為系統(tǒng)的核心芯片，控制AD轉(zhuǎn)換器對調(diào)理輸出的信號進行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)分時存入雙口RAM之中。 在完成了系統(tǒng)前端的硬件設(shè)計后，本文對FPGA的整體邏輯功能進行模塊劃分，并對其中的各個功能模塊進行軟件設(shè)計，同時，在ISE開發(fā)平臺下，利用VHDL硬件描述語言來實現(xiàn)各模塊的功能。 最后本文闡明了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可靠性，提出了保證系統(tǒng)可靠性的基本措施，并強調(diào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的抗