基于Cortex-M3的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究.pdf

1、本課題來源于國家自然科學(xué)基金《大型低速重載機械早期故障稀疏特征識別的研究》的部分研究內(nèi)容，為構(gòu)建低速重載機械早期故障診斷平臺奠定基礎(chǔ)。
　　冶金企業(yè)的低速重載機械設(shè)備（如轉(zhuǎn)爐、高爐布料器、鋼包回轉(zhuǎn)臺等）是企業(yè)的關(guān)鍵部位，在運行過程中出現(xiàn)嚴(yán)重故障時會導(dǎo)致生產(chǎn)線停工，造成巨大的經(jīng)濟損失和社會影響。在實際的工業(yè)應(yīng)用中，為及時發(fā)現(xiàn)早期故障，需要對設(shè)備的關(guān)鍵部位進行實時的在線數(shù)據(jù)采集、傳輸和信號處理。本文針對現(xiàn)場傳感器的檢測信號傳送到控制機

2、房的過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)干擾、誤碼、丟失等問題，提出了在現(xiàn)場直接采集再通過CAN總線或以太網(wǎng)進行遠程傳輸?shù)慕鉀Q方法，同時對機械設(shè)備的故障診斷及預(yù)測方法進行了較深入的研究。
　　本文以低速重載機設(shè)備的振動信號為采集對象，設(shè)計了一種基于Cortex-M3的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。振動信號的四路同步和四路非同步信號通過光電開關(guān)進行切換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和傳輸。主控板是以ARM-Cortex-M3-LPC1788為微控制器的控制單元，內(nèi)部集成了RS

3、-485總線控制器，CAN總線控制器和以太網(wǎng)控制器。在現(xiàn)場采用RS-485總線、CAN總線和以太網(wǎng)通信并存的數(shù)據(jù)通信方式，使得現(xiàn)場應(yīng)用更為靈活、方便。同時為了便于現(xiàn)場應(yīng)用采集系統(tǒng)增加了串口屏，方便在現(xiàn)場進行參數(shù)配置和狀態(tài)的顯示。上位機使用LabVIEW軟件對采集的數(shù)據(jù)進行分析處理，從而完成對機械設(shè)備的遠程在線實時故障診斷與預(yù)測。
　　本系統(tǒng)是基于ARM-Cortex-M3內(nèi)核設(shè)計的，這樣大大節(jié)省了系統(tǒng)的硬件開支和軟件開發(fā)周期。該系