系统功能
系统的功能描述如下所示:
转速信号采集:±10V,支持正弦波、方波信号类型;
振动信号采集:支持振动数据类型的转化,如加速度-速度-位移的转化;
在线分析:最大振幅计算与报警、功率谱分析;
数据保存与管理;可以通过报警时刻,浏览数据,振动声音回放等方式迅速找到异常数据进行针对性分析;
离线分析:时域分析,频率-时间、阶次-时间、频率-转速、阶次-转速等三维谱分析,轴心轨迹分析;通过这些分析工具,可以帮助操作者判断振动异常的原因,如转子不对中、质量不平衡、转轴裂纹等;
打印报表:可以将离线分析结果通过Excel表格输出。
通过在线分析工具,操作者可以实时检测发动机振动是否超标,离线分析工具可以帮助操作者判断出现振动异常的原因。
系统设计与特性
系统在设计上追求柔性测试技术可靠性、精确性、扩展性、适应性和灵活性五大方面特性,并且具有专业的分析能力。现将系统特性与设计做一简要介绍。
1、 系统适应性
系统具有便携、防雨淋、防摔防振动的性质,能够使振动仪能够适应外场测试。
便携性:为了使整个系统携带方便,在设计选型上选择性能能够满足测试要求质量又轻的硬件,比如采集设备选择质量与体积都比较小的CompactRIO。整个系统体积小,重量轻(大概11Kg),方便携带。
防雨淋:首先,上位机选用军用笔记本,本身具有防雨淋的功能;另外,笔记本拖架进行了防雨淋的设计,在其左测开有凹槽,接口以及风扇出风口全部安装在凹槽里,能有效防止雨淋,适用于雨天作业。如图2所示。
抗摔抗振动:装设备箱体选用军用箱体,坚固耐用,能够有效保护箱体内的设备不受损伤。
图2 接口面板说明
① 风扇出风口;② 1号振动接口;③2号振动接口;④3号振动接口;⑤4号振动接口;⑥转速信号;⑦电源接口;⑧电源指示灯;⑨音频接口;⑩USB接口
2、系统扩展性
系统能够直接通过插拔增加或者减少FPGA硬件,能够根据用户的要求增加离线分析算法,可以很方便的增加系统的功能。
设计时将功能比较集中,应用次数较多的程序设计成模块,各模块之间耦合性小,不但使得系统易于维护,哪部分出问题就检查特定的模块,而且使得系统易于扩展,可以在系统中增加其他模块以扩展系统的功能。另外,CompactRIO硬件分为Host与FPGA模块,为了实现FPGA设备的可扩展性,通过一次性将所有可能存在的板卡的端口读取都编写到程序中,然后根据host下获取的板卡信息读取相应板卡的数据,满足板卡增减的要求。
本系统分为上位机软件与下位机软件,上位机软件又分为TCP/IP模块,系统配置模块,数据处理模块以及存储模块;下位机软件分为TCP/IP模块,Order manage模块以及数据采集模块。软件结构图如图2-3所示。