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          基于DSP+MCU的列車滾動(dòng)軸承故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

          作者: 時(shí)間:2010-09-28 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          O 引言
          轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)件的支撐,也是鐵路車輛上最容易危及行車安全的易損件。由于工作面接觸應(yīng)力的長期反復(fù)作用,極易引起疲勞、裂紋、壓痕等,導(dǎo)致斷裂,造成重大事故。軸承工作狀態(tài)是否正常,對于的安全有著重大的影響。因此,開展軸承的研究對避免重大事故、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有相當(dāng)大的意義。

          1 總體
          1.1 硬件

          振動(dòng)控制是一個(gè)典型的實(shí)時(shí)信號處理系統(tǒng),需要對較復(fù)雜的信號進(jìn)行處理??紤]到單片機(jī)的控制功能強(qiáng),其總線位數(shù)少,運(yùn)行速度相對較慢;而(Digital Signal Processor)的運(yùn)算能力強(qiáng),總線寬度寬,控制功能相對較弱。為了提高系統(tǒng)的信號處理速度,便于對系統(tǒng)的硬件和軟件的進(jìn)一步開發(fā),結(jié)合單片機(jī)的控制能力,+的方案,如圖1所示。該系統(tǒng)是一個(gè)定點(diǎn)芯片TMS320C32的軸承振動(dòng)系統(tǒng),主要適用于對滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號的采集、處理和故障,并通過軸承溫度信號實(shí)現(xiàn)對軸承工作狀態(tài)的監(jiān)測。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/173196.htm


          滾動(dòng)軸承的振動(dòng)信號屬于高頻信號,因此加速度傳感器進(jìn)行信號的拾取。但由于加速度傳感器所測得的信號較弱,必須經(jīng)過電荷放大器、抗混濾波等系列電路處理后才能進(jìn)入高速A/D轉(zhuǎn)換電路,保證了數(shù)據(jù)分析所需的數(shù)據(jù)量,能實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的幅值域、時(shí)域和頻域分析。處理后的振動(dòng)信號和經(jīng)單片機(jī)采集到的溫度數(shù)據(jù)均送到DSP處理器進(jìn)行處理分析,作出故障預(yù)報(bào)和診斷。對已形成的或正在形成的故障進(jìn)行分析處理,判斷出故障產(chǎn)生的部位及原因,并及時(shí)采取有效的措施。單片機(jī)負(fù)責(zé)執(zhí)行顯示和DSP子系統(tǒng)的控制功能,包括DSP的命令解釋、數(shù)據(jù)傳輸控制、數(shù)據(jù)的輸入/輸出等控制功能,使DSP可以執(zhí)行高速、實(shí)時(shí)的DSP算法。存貯器包括程序儲(chǔ)存器和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器,用于儲(chǔ)存用戶程序(EPROM)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(RAM)。
          1.2 軟件系統(tǒng)
          軟件采用模塊化思想,使系統(tǒng)的維護(hù)、改進(jìn)和功能擴(kuò)展十分方便,還可進(jìn)一步推廣到其他振動(dòng)信號的采集和分析。
          1.2.1 系統(tǒng)軟件主程序
          軸承故障診斷系統(tǒng)的主要任務(wù)是對采集的信號進(jìn)行分析和處理,因此軟件設(shè)計(jì)的好壞直接影響數(shù)據(jù)處理的能力。系統(tǒng)軟件由主程序、串行口中斷服務(wù)、INT0中斷服務(wù)程序和數(shù)據(jù)處理程序組成。主程序完成AD574A芯片初始化、8751H的初始化、TMS320C32復(fù)位、包括從FLASH存儲(chǔ)器中讀取已經(jīng)存入的振動(dòng)信號的各種信息。完成初始化過程后,TMS320C32等待從875lH主處理器發(fā)出的各種命令,根據(jù)不同命令調(diào)用相應(yīng)的處理子程序,系統(tǒng)軟件框圖如圖2所示。中斷服務(wù)程序每隔10 ms中斷一次,并置各種定時(shí)到達(dá)標(biāo)志以便主程序判斷使用。串行中斷服務(wù)程序主要完成振動(dòng)信號的輸入、輸出等功能。INT0中斷服務(wù)程序主要用于接收從8751H發(fā)出的各種命令,并設(shè)置相應(yīng)的命令標(biāo)志以便于TMS320C32在主程序中識別并調(diào)用相應(yīng)的子程序。


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