便攜式振動(dòng)分析儀方案設(shè)計(jì)介紹

引言

　　傳統(tǒng)的振動(dòng)分析儀器具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、操作不方便等特點(diǎn);而基于單片機(jī)的振動(dòng)采集分析儀雖然體積較小，但是分析能力有限，往往不能夠滿足振動(dòng)分析與診斷的特殊要求。

　　本文所設(shè)計(jì)的振動(dòng)分析儀以CompactRIO為采集設(shè)備，以Labview為軟件開發(fā)平臺(tái)，不但具有體積小、重量輕的特點(diǎn)，而且具有強(qiáng)大、靈活的專業(yè)分析能力，適合于測(cè)點(diǎn)分散而又不需要持續(xù)檢測(cè)的測(cè)試場(chǎng)合。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)采用上下位機(jī)結(jié)構(gòu)，下位機(jī)將采集到的轉(zhuǎn)速和振動(dòng)信號(hào)通過(guò)TCP/IP協(xié)議傳送給上位機(jī)，上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)保存與分析。結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

　　通過(guò)在線分析工具，操作者可以實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)是否超標(biāo)，離線分析工具可以幫助操作者判斷出現(xiàn)振動(dòng)異常的原因。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)與特性

　　系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上追求柔性測(cè)試技術(shù)可靠性、精確性、擴(kuò)展性、適應(yīng)性和靈活性五大方面特性。

　　系統(tǒng)適應(yīng)性

　　本系統(tǒng)具有便攜、防雨淋、防摔、防振動(dòng)的性質(zhì)，使振動(dòng)儀能夠適應(yīng)外場(chǎng)測(cè)試。

　　為了使整個(gè)系統(tǒng)攜帶方便，該振動(dòng)儀在設(shè)計(jì)選型上選擇性能能夠滿足測(cè)試要求且質(zhì)量又輕的硬件，比如采集設(shè)備選擇質(zhì)量與體積都比較小的CompactRIO。整個(gè)系統(tǒng)體積小，重量輕(大概11Kg)，方便攜帶。

　　上位機(jī)選用軍用筆記本，本身具有防雨淋的功能。另外，筆記本拖架也進(jìn)行了防雨淋的設(shè)計(jì)，在其左側(cè)開有凹槽，接口以及風(fēng)扇出風(fēng)口全部安裝在凹槽里，能有效防止雨淋，適用于雨天作業(yè)，接口面板如圖2所示。

　　圖2 接口面板說(shuō)明

　　此外，裝設(shè)備箱體選用軍用箱體，堅(jiān)固耐用，能夠有效保護(hù)箱體內(nèi)的設(shè)備不受損傷。

　　系統(tǒng)擴(kuò)展性

　　系統(tǒng)能夠直接通過(guò)插拔來(lái)增加或減少FPGA硬件，能夠根據(jù)用戶的要求增加離線分析算法，方便增加系統(tǒng)功能。

　　在設(shè)計(jì)中，將功能比較集中、應(yīng)用次數(shù)較多的程序設(shè)計(jì)成模塊，各模塊之間耦合性小，使得系統(tǒng)易于維護(hù)，哪部分出問(wèn)題就檢查特定的模塊。系統(tǒng)易于擴(kuò)展，可以在系統(tǒng)中增加其他模塊以擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。另外，CompactRIO硬件分為Host與FPGA模塊，為了實(shí)現(xiàn)FPGA設(shè)備的可擴(kuò)展性，通過(guò)一次性將所有可能存在的板卡的端口讀取都編寫到程序中，然后根據(jù)Host下獲取的板卡信息讀取相應(yīng)板卡的數(shù)據(jù)，滿足板卡增減的要求。