❶ 液压系统数据采集装置的设计
液压系统具有功率大、响应快及精度高等特点,已经广泛应用于冶金和制造领域。但其故障又具有隐蔽性、多样性、不确定性及因果关系复杂等特点,故障出现后不易查找原因,而且故障发生会带来巨大的经济损失。通常,液压系统只能靠定期检查和维护来排除故障,这种方法有一定的滞后性。因此需要实时监测液压系统的状态数据并及时分析以减少故障率,确保工程机械正常、连续运行。传统单片机已广泛应用于数据采集和处理中,虽然其价格便宜、易于开发,但是在存储空间和网络传输方面往往难以满足工程上的要求。因此,笔者针对液压系统采用了基于ARM 的数据智能采集终端。
采集终端通过分布在液压系统各处的传感器对油压、流量和温度3 类信号进行采集,并将采集到的信号进行滤波、放大,然后模数转换,数据经过分析后进行统一的编排与压缩,最后通过通信模块进行传输,将数据传输到本地监控中心做进一步故障诊断。
1 硬件总体结构
智能数据采集终端系统采用三星的ARMS3C2440 为主控芯片、GTM900-C GPRS 为通信模块。整个硬件系统分为3 部分: 主控模块、数据采集模块和通信模块,具体结构如图1 所示。
终端的主控模块包括控制芯片电路、存储电路、电源电路以及串口和JTAG 接口电路; 数据采集模块包括传感器电路、信号调理电路以及8 路A/D转换电路; 通信模块包括GPRS 芯片以及外围电路。其中ARM 与GPRS 之间的通信是通过RS-232 总线完成。