❶ 液壓系統數據採集裝置的設計
液壓系統具有功率大、響應快及精度高等特點,已經廣泛應用於冶金和製造領域。但其故障又具有隱蔽性、多樣性、不確定性及因果關系復雜等特點,故障出現後不易查找原因,而且故障發生會帶來巨大的經濟損失。通常,液壓系統只能靠定期檢查和維護來排除故障,這種方法有一定的滯後性。因此需要實時監測液壓系統的狀態數據並及時分析以減少故障率,確保工程機械正常、連續運行。傳統單片機已廣泛應用於數據採集和處理中,雖然其價格便宜、易於開發,但是在存儲空間和網路傳輸方面往往難以滿足工程上的要求。因此,筆者針對液壓系統採用了基於ARM 的數據智能採集終端。
採集終端通過分布在液壓系統各處的感測器對油壓、流量和溫度3 類信號進行採集,並將採集到的信號進行濾波、放大,然後模數轉換,數據經過分析後進行統一的編排與壓縮,最後通過通信模塊進行傳輸,將數據傳輸到本地監控中心做進一步故障診斷。
1 硬體總體結構
智能數據採集終端系統採用三星的ARMS3C2440 為主控晶元、GTM900-C GPRS 為通信模塊。整個硬體系統分為3 部分: 主控模塊、數據採集模塊和通信模塊,具體結構如圖1 所示。
終端的主控模塊包括控制晶元電路、存儲電路、電源電路以及串口和JTAG 介面電路; 數據採集模塊包括感測器電路、信號調理電路以及8 路A/D轉換電路; 通信模塊包括GPRS 晶元以及外圍電路。其中ARM 與GPRS 之間的通信是通過RS-232 匯流排完成。