基于嵌入式系統(tǒng)的巡檢器設(shè)計(jì)
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在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，為了確保機(jī)械設(shè)備能夠安全可靠的運(yùn)行，可以利用故障診斷技術(shù)來及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并采取合理的維修或保護(hù)措施來排除故障，從而預(yù)防和避免事故的發(fā)生。根據(jù)故障診斷儀器出現(xiàn)的先后順序，可以將其分為便攜式檢測和分析儀表、在線監(jiān)測儀表系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)測分析與診斷系統(tǒng)、智能診斷系統(tǒng)等四類。目前，對于重要的大型關(guān)鍵設(shè)備，往往采用在線監(jiān)測儀表系統(tǒng)，而對于那些不便安裝在線系統(tǒng)的場合或設(shè)備，其使用的巡檢儀器要么功能過于簡單，不能實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的現(xiàn)場分析和存儲管理，要么體積龐大，不便攜帶。針對這一情況，本文給出了開發(fā)基于嵌入式技術(shù)的設(shè)備故障診斷巡檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。該方法既可沿巡檢路徑進(jìn)行檢測，又可采集自由測點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并且豐富了便攜式儀器的現(xiàn)場診斷功能，此外，檢測數(shù)據(jù)還可以在上位機(jī)中進(jìn)行綜合分析和診斷。
這種多路巡檢器適用于多點(diǎn)測量顯示及控制，集多臺儀表功能于一體，可巡回檢測和顯示多路信號，并可與各類傳感器、變送器配合使用，以對多路溫度、壓力、液位、流量、振動(dòng)等工業(yè)過程參數(shù)進(jìn)行巡回檢測、報(bào)警、控制、現(xiàn)場存取數(shù)據(jù)，以及通過USB輸出、數(shù)據(jù)采集與上位機(jī)通訊。
該儀器集數(shù)據(jù)采集、存儲、分析、追憶、通信功能于一體，且具有體積小，重量輕，便于攜帶，操作方便等特點(diǎn)。另外，還可將采集數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)作進(jìn)一步的分析處理。
1 嵌入式巡檢器的總體結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)總體上由前端的嵌入式儀器和后端的服務(wù)器兩部分組成。前端儀器用于完成巡檢(或點(diǎn)檢)工作，具有信息采集(包括振動(dòng)信號、溫度信號，瓦斯?jié)舛刃盘?、波形分析、頻譜分析、數(shù)據(jù)存儲和追憶、網(wǎng)絡(luò)通信等功能。后臺管理軟件可通過通信接口向前端儀器下達(dá)巡檢計(jì)劃，接收前端儀器的巡檢數(shù)據(jù)，并做進(jìn)一步的分析處理，以便給出診斷結(jié)論，并將診斷結(jié)論通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程發(fā)布。
系統(tǒng)硬件主要由傳感器、嵌入式智能儀器、液晶屏、USB接口、SD存儲模塊等組成。圖1所示是其總體結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)信號的采集、顯示、分析、通信、存儲管理、故障診斷等功能。前端儀器的模擬信號采集可采用8通道，也可同時(shí)采集四路振動(dòng)信號(振動(dòng)加速度、速度或位移)，以在液晶屏上顯示振動(dòng)加速度，速度量。傳感器的類型和靈敏度可根據(jù)實(shí)際情況通過觸摸屏在應(yīng)用軟件中進(jìn)行選擇設(shè)置，操作十分方便。
儀器內(nèi)核采用ARM7TDMI-S微控制器，它內(nèi)嵌512 KB的快速Flash存儲器。128位寬度的存儲器接口和獨(dú)特的加速度結(jié)構(gòu)可使32位代碼在最大的時(shí)鐘速率下運(yùn)行。系統(tǒng)軟件則采用μC-OSII操作系統(tǒng)，運(yùn)行于其上的應(yīng)用軟件除了可以采集振動(dòng)信號、溫度信號、瓦斯?jié)舛刃盘栔?，還可以做預(yù)析，并將結(jié)果顯示在液晶屏上。
由于機(jī)械設(shè)備的故障現(xiàn)象與故障原因之間并不存在簡單的一一對應(yīng)關(guān)系，即使是同型號的設(shè)備，由于裝配及工作條件的不同，其工況狀態(tài)及故障模式也往往存在差異，因此，在系統(tǒng)的后端，可以廣泛采用各種分析診斷方法，并且在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、可操作性和可維護(hù)性、開放性等因素，以保證系統(tǒng)能夠有效應(yīng)用于不同的設(shè)備和運(yùn)行條件之中。 linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）
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