【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械设备数据采集，特别是涉及一种用于机械设备的状态监控与故障诊断装置。
技术介绍
1、目前，针对港口机械设备运行状态的机械故障诊断分析装置大多分为两种，一种是将各种信号量采集功能全部集成在一张板卡上，另一种则是将各种信号量采集功能与主控芯片集成在一张板卡上，并且现有的机械故障诊断分析装置大部分采用低端arm或者单片机进行信号量的采集和处理，然后通过后台服务器完成数据处理及分析，并且多采用等时信号采集，对于变转速工况采用软件插值方式重采样。
2、现有的机械故障诊断分析装置所存在的问题在于，一方面是通道配置不灵活、产品迭代周期长，进而导致成本难以控制，另一方面则是由于采用低端arm或者单片机进行信号量采集、处理，从而导致本地数据处理能力弱、不适应大量故障特征幅值计算、报警异常处理以及指标数据刷新时间过长，同时由于采用软件插值方式进行重采样，因此还存在变转速工况的适配能力比较弱的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，以能够解决现有装置对变转速振动数据采集不准以及各物理量信号之间相互干扰的问题，以达到快速高效的对信号进行实时采集和分析的效果。
2、本专利技术提供了一种用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，所述装置包括：
3、电源模块、以及与所述电源模块相连接的主控模块、转速工艺量模块和若干个振温模块，所述主控模块通过所述电源模块与所述振温模块和所述转速工艺量模块进行数据通信
4、所述转速工艺量模块用于采集工艺量传感器的工艺量信号和转速传感器的转速信号，并发送至所述主控模块，以及根据所述转速信号生成等角度同步采样信号，并发送至所述振温模块；
5、所述振温模块用于根据所述等角度同步采样信号，对振温传感器的振温信号进行采集，并发送至所述主控模块；
6、所述主控模块用于对所述工艺量信号、所述转速信号和所述振温信号进行数据存储和故障诊断，并将诊断结果发送至外部服务器；
7、所述电源模块用于对所述主控模块、所述振温模块和所述转速工艺量模块进行供电，并通过数据转发，实现所述主控模块与所述振温模块、以及与所述转速工艺量模块之间的数据通信。
8、进一步地，所述主控模块包括处理器模块和现场可编程门阵列；
9、所述现场可编程门阵列用于对接收到的信号数据进行数据处理和数据存储；
10、所述处理器模块用于对所述振温模块、所述转速工艺量模块和所述现场可编程门阵列进行逻辑控制，以及对采集到的传感器信号进行故障诊断，并将诊断结果发送至外部服务器。
11、进一步地，所述转速工艺量模块包括工艺量模块和转速模块；
12、所述工艺量模块用于采集工艺量传感器的工艺量信号，对所述工艺量信号进行模数转换，并通过数字隔离发送至所述主控模块；
13、所述转速模块用于采集转速传感器的转速信号，对所述转速信号进行光耦隔离和信号调理，并发送至所述主控模块，以及根据所述转速信号生成等角度同步采样信号，并发送至所述振温模块。
14、进一步地，所述转速模块包括转速信号采集模块和采样信号生成模块；
15、所述转速信号采集模块用于采集转速传感器的转速信号，对所述转速信号进行光耦隔离和信号调理，并将调理后的转速信号分别发送至所述主控模块和所述采样信号生成模块；
16、所述采样信号生成模块用于接收来自所述主控模块的分频系数，根据所述分频系数和调理后的转速信号，生成等角度同步采样信号，并发送至所述振温模块。
17、进一步地，所述采样信号生成模块包括锁相环和分频模块；
18、所述锁相环用于发送频率信号至所述分频模块，并接收来自所述分频模块的分频信号，以及根据所述转速信号和所述分频信号，生成等角度同步采样信号，并发送至所述振温模块；
19、所述分频模块用于对频率信号进行分频，并根据来自所述主控模块的分频系数，从分频后的频率信号中选取出分频信号，并发送至所述锁相环。
20、进一步地，所述分频模块包括分频器和多选一开关；
21、所述分频器用于对频率信号进行分频，并将分频后的频率信号发送至所述多选一开关；
22、所述多选一开关用于根据所述分频系数，从分频后的频率信号中选取出分频信号，并发送至所述锁相环。
23、进一步地，所述振温模块包括振动模块和温度模块；
24、所述振动模块用于根据所述等角度同步采样信号开启同步采样，采集振温传感器的振动信号，对所述振动信号进行调理和模数转换，并发送至所述主控模块；
25、所述温度模块用于采集振温传感器的温度信号，对所述温度信号进行调理和模数转换，并发送至所述主控模块。
26、进一步地，所述振动模块包括第一信号调理模块、增益放大模块、低通滤波模块和第一模数转换模块；
27、所述第一信号调理模块用于对所述振动信号进行滤波和信号混叠抑制，并将抑制后的振动信号发送至所述增益放大模块；
28、所述增益放大模块用于对抑制后的振动信号进行衰减，将所述衰减后的信号转换为差分信号，并发送至所述低通滤波模块；
29、所述低通滤波模块用于对所述差分信号进行抗混叠滤波，并将滤波后的所述差分信号发送至所述第一模数转换模块；
30、所述第一模数转换模块用于对滤波后的所述差分信号进行模数转换，并将转换后的差分信号发送至所述主控模块。
31、进一步地，所述低通滤波模块为二阶低通滤波器和差分驱动器组成的三阶低通滤波器。
32、进一步地，所述电源模块包括电源管理模块和数据转发模块；
33、所述电源管理模块用于对所述主控模块、所述振温模块、所述转速工艺量模块和所述数据转换模块进行供电；
34、所述数据转发模块用于对所述主控模块与所述振温模块和所述转速工艺量模块之间传输的数据进行数据转发。
35、本专利技术提供了一种用于机械设备的状态监控与故障诊断装置。本装置采用模块化子板设计，对数据通道进行灵活配置，从而降低了产品迭代周期、节约了成本，并且有效解决了信号干扰问题，同时本装置使用硬件等角度采样，并采用arm与fpga异构架构设计，能够满足信号分析的实时性，提高了各物理量分块采集及算法处理的效率，能够实现快速高效的机械故障分析诊断。
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1.一种用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，其特征在于，所述主控模块包括处理器模块和现场可编程门阵列；
3.根据权利要求1所述的用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，其特征在于，所述转速工艺量模块包括工艺量模块和转速模块；
4.根据权利要求3所述的用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，其特征在于，所述转速模块包括转速信号采集模块和采样信号生成模块；
5.根据权利要求4所述的用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，其特征在于，所述采样信号生成模块包括锁相环和分频模块；
6.根据权利要求5所述的用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，其特征在于，所述分频模块包括分频器和多选一开关；
7.根据权利要求1所述的用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，其特征在于，所述振温模块包括振动模块和温度模块；
8.根据权利要求7所述的用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，其特征在于，所述振动模块包括第一信号调理模块、增益放大模块、低通滤波模
9.根据权利要求8所述的用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，其特征在于，所述低通滤波模块为二阶低通滤波器和差分驱动器组成的三阶低通滤波器。
10.根据权利要求1所述的用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，其特征在于，所述电源模块包括电源管理模块和数据转发模块；
...【技术特征摘要】
1.一种用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，其特征在于，所述主控模块包括处理器模块和现场可编程门阵列；
3.根据权利要求1所述的用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，其特征在于，所述转速工艺量模块包括工艺量模块和转速模块；
4.根据权利要求3所述的用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，其特征在于，所述转速模块包括转速信号采集模块和采样信号生成模块；
5.根据权利要求4所述的用于机械设备的状态监控与故障诊断装置，其特征在于，所述采样信号生成模块包括锁相环和分频模块；
6.根据权利要求5所述的用于机械设备的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王成飞，刘正方，徐驰，
申请(专利权)人：利维智能深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：
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