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... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題概述
        1.1.1 選題背景
        1.1.2 國內(nèi)外發(fā)展概況
    1.2 課題的提出
    1.3 課題的目標(biāo)和任務(wù)
        1.3.1 課題的目標(biāo)
        1.3.2 課題的任務(wù)
    1.4 論文的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
2 在線監(jiān)測系統(tǒng)綜述和總體設(shè)計方案
    2.1 旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)監(jiān)測的指標(biāo)及其檢測方式
        2.1.1 狀態(tài)監(jiān)測的指標(biāo)
        2.1.2 監(jiān)測指標(biāo)的檢測方式
    2.2 設(shè)備概述及其存在的故障類型
        2.2.1 HC-101空氣壓縮機設(shè)備簡介
        2.2.2 HC-101空氣壓縮機設(shè)備故障類型
    2.3 系統(tǒng)檢測對象
        2.3.1 HC-101空氣壓縮機測點布置方案
        2.3.2 傳感器的選擇
    2.4 在線監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計方案
    2.5 小結(jié)
3 PDM3000數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的要求和方案設(shè)計
    3.1 數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)理論
        3.1.1 信號類型
        3.1.2 采樣過程
        3.1.3 采樣定律
        3.1.4 采樣與保持
        3.1.5 量化與量化誤差
    3.2 PDM3000數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的技術(shù)要求
        3.2.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)
        3.2.2 PDM3000數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的技術(shù)要求
    3.3 PDM3000數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案的對比與選擇
        3.3.1 總體方案的設(shè)計
        3.3.2 數(shù)據(jù)采集方案的設(shè)計
        3.3.3 數(shù)據(jù)存儲方案的設(shè)計
    3.4 小結(jié)
4 PDM3000數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計
    4.1 PDM3000數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件電路的總體設(shè)計
    4.2 前端模擬信號調(diào)理電路
        4.2.1 模擬信號的調(diào)理和轉(zhuǎn)換
        4.2.2 模擬量輸入模塊的設(shè)計
        4.2.3 程控增益放大電路的設(shè)計
        4.2.4 低通濾波器電路的設(shè)計
    4.3 A/D轉(zhuǎn)換器接口電路設(shè)計
        4.3.1 A/ D轉(zhuǎn)換器芯片的分類及其主要技術(shù)參數(shù)
        4.3.2 ADS8320芯片特性及其工作時序
        4.3.3 ADS8320外圍電路設(shè)計
    4.4 數(shù)據(jù)存儲接口電路的設(shè)計
        4.4.1 雙口RAM芯片 CY7C028的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、特點及工作原理
        4.4.2 CY7C028外圍電路設(shè)計
    4.5 可編程邏輯器件在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中應(yīng)用
        4.5.1 可編程邏輯器件概述
        4.5.2 FPGA的組成、特點以及與 CPLD的差異性
        4.5.3 可編程邏輯器件設(shè)計流程
        4.5.4 可編程邏輯器件的選擇
        4.5.5 可編程邏輯器件的外圍電路的設(shè)計
    4.6 小結(jié)
5 PDM3000數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計
    5.1 面向FPGA的EDA開發(fā)工具
        5.1.1 EDA工具的概述
        5.1.2 Xilinx可編程邏輯器件集成開發(fā)環(huán)境
    5.2 硬件描述語言
        5.2.1 概述
        5.2.2 VHDL的結(jié)構(gòu)和特點
        5.2.3 自頂向下的設(shè)計方法
    5.3 FPGA的邏輯模塊的設(shè)計
        5.3.1 FPGA的邏輯設(shè)計思想
        5.3.2 FPGA邏輯模塊的劃分
    5.4 FPGA的軟件設(shè)計
        5.4.1 FPGA頂層軟件設(shè)計
        5.4.2 FPGA底層軟件設(shè)計
    5.5 小結(jié)
6 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可靠性設(shè)計
    6.1 可靠性設(shè)計的基本概念
        6.1.1 可靠度R(t)
        6.1.2 失效率λ)(t)
        6.1.3 平均無故障時間 MTBF
    6.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可靠性保證的基本措施
    6.3 系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計
        6.3.1 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計的概述
        6.3.2 隔離抗干擾
        6.3.3 退耦抗干擾
        6.3.4 接地抗干擾
    6.4 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄A 硬件原理圖
附錄B 采集控制源程序
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
大連理工大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于FPGA的多路同步實時數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 張貴清,朱磊,顏露新,張?zhí)煨?  測控技術(shù). 2005(12)
[2]石化行業(yè)大型離心式壓縮機組安全運行研究[J]. 陳宗華,秦云龍,梁曉剛,張亞丁,賈鵬林,許適群,周培榮.  化工裝備技術(shù). 2005(02)
[3]FPGA在高性能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 徐海軍,葉衛(wèi)東.  計測技術(shù). 2005(01)
[4]基于FPGA的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 張偉,韓一明,吳新玲.  電力情報. 2002(03)
[5]CPLD和FPGA器件性能特點與應(yīng)用[J]. 任敏,龐杰,胡慶.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2002(02)
[6]VHDL語言和ISP器件在數(shù)字電路設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 付揚.  華北航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報. 2001(S1)
[7]微機控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)應(yīng)用[J]. 皇禎平.  電腦與信息技術(shù). 2000(05)
[8]國內(nèi)大化肥裝置離心式壓縮機的現(xiàn)狀[J]. 陳宗華.  大氮肥. 1999(06)
[9]基于Internet的分布式實時在線監(jiān)測軟件的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 廖雙龍,王凌峰.  現(xiàn)代科學(xué)儀器. 1999(05)
[10]大型汽輪發(fā)電機組遠程在線振動監(jiān)測分析與診斷網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[J]. 蔣東翔,倪維斗,于文虎,潘亞利,張英和.  動力工程. 1999(01)

碩士論文
[1]基于CPLD的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 陸峰.中北大學(xué) 2006
[2]旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)[D]. 雷凱.電子科技大學(xué) 2005
[3]旋轉(zhuǎn)機械實時在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)——基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計[D]. 鄭卓超.浙江大學(xué) 2005
[4]基于ISP技術(shù)的高速數(shù)據(jù)采集模塊的研制[D]. 龔蘭芳.武漢理工大學(xué) 2004



本文編號：3449134