一种基于fpga的多路机电设备故障诊断系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机电设备故障诊断技术领域，具体涉及一种基于FPGA的多路机电设备故障诊断系统。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的不断发展，生产工艺不断发生更新，控制技术从手动控制到自动控制，从简单的控制设备到复杂的控制系统，与这复杂控制系统相对应的便是多种多个触点开关主接线系统及一些复杂运动的控制系统。而不管是在主接线系统或是控制系统线路中，这些系统可能往往是一处故障或者不可靠导致整个机电设备无法运作，直接影响机电设备的应用及生产的进行，甚至会造成人员的伤亡。因此对机电设备故障进行诊断与监控显得极其重要。
[0003]一旦发生机电设备故障一般只能一处一处进行笨拙的排查与诊断，这样浪费时间又浪费人力，而且效率极低，不能快速而高效解决问题，这样大大地影响了生产的进行，现有的故障诊断系统较少，且大多是只能针对某种设备使用，功能单一，有的需对机电设备内部结构进行改造，不便于使用。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中的问题，本实用新型提出一种无需对机电设备内部结构进行改造，且适用于多种机电设备，可同时检测多路机电设备故障信号并进行监控的基于FPGA的多路机电设备故障诊断系统。
[0005]为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案为:包括依次连接的FPGA封装部分、多位并口串口转换电路、主控制器和主控制器控制部分，FPGA封装部分和主控制器均连接电源电路；
[0006]所述的FPGA封装部分包括集成在一起的FPGA芯片和若干路直流检测单元和交流检测单元，直流检测单元和交流检测单元均连接至多位并口串口转换电路；
[0007]所述的主控制器控制部分包括均与主控制器连接的仿真器和上位机，仿真器的输出端连接至上位机。
[0008]所述的直流检测单元包括依次连接的直流设备检测接口、斩波电路、光电耦合电路和信号处理电路，直流设备检测接口与机电设备触点连接，信号处理电路连接至多位并口串口转换电路；
[0009]所述的交流检测单元包括依次连接的交流设备检测接口、整流电路、光电耦合电路和信号处理电路，交流设备检测接口与机电设备触点连接，信号处理电路连接至多位并口串口转换电路。
[0010]所述的整流电路采用全桥式整流电路，斩波电路采用直流-直流降压斩波电路，信号处理电路采用反相器和电容器实现高低电平转换与稳定。
[0011]所述的主控制器控制部分包括与主控制器连接的声光报警电路。
[0012]所述的主控制器控制部分包括与主控制器连接的数码管显示电路。
[0013]所述的数码管显示电路采用3?7英寸的共阳极LED数码管。
[0014]所述的数码管显示电路通过驱动电路连接至主控制器。
[0015]所述的驱动电路采用集成型驱动芯片。
[0016]所述的上位机通过RS232串口通信电路连接至主控制器。
[0017]所述的主控制器采用DSP芯片。
[0018]与现有技术相比，本实用新型通过FPGA芯片将若干路直流检测单元和交流检测单元进行集成化，利用FPGA技术集成封装，降低了该系统复杂性及控制器使用率，并利用多位并口串口转换电路实现多个并行检测信号量串行输入，经主控制器处理，控制主控制器控制部分通过仿真器和上位机实现机电设备故障信号检测、显示及实时监控，本实用新型无需对机电设备内部结构进行改造，且适用于多种机电设备，可同时检测多路机电设备故障信号并进行监控，实用性、稳定性高。
[0019]进一步，本实用新型将多路机电设备故障信号分别经多个交、直流设备检测接口接入，再分别经斩波电路或整流电路进行降压，通过光电耦合电路处理，实现信号电隔离及CMOS电平到TTL电平转换，再经信号处理电路后变为多路稳定开关量信号，利用多位串口并口转换电路实现多路检测信号输入，最后将其输入给主控制器进行处理显示，实现故障实时监控并记录。
[0020]更进一步，整流电路采用全桥式整流电路，实现降压到DC20V，斩波电路采用直流-直流降压斩波电路，降压后为DC20V，光电耦合电路实现DC20V CMOS电平到DC5V TTL电平转换与隔离，提高系统抗干扰性，信号处理电路利用反相器及电容器实现高低电平转换与稳定，输出与多位并口串口转换电路输入连接。
[0021]进一步，通过主控制器控制声光报警电路，实现机电设备故障报警功能，提高了整个系统的实用性。
[0022]更进一步，通过数码管显示电路能够实现机电设备故障显示报警的功能，便于操作者观察，提高了整个系统的实用性。
[0023]更进一步，数码管选用共阳极LED数码管，保证了能够远距离、大角度观察，同时其能耗低、成本低、发光性强。
[0024]更进一步，数码管显示电路通过驱动电路连接至主控制器，驱动电路采用集成型驱动芯片，相对于传统的分立型驱动器，集成型驱动芯片可使系统性能更加稳定、可靠，极大地简化和加快了设计流程。
[0025]进一步，主控制器的串行通信接口 SCI与上位机通过RS232串口通信电路相连接，再与上位机连接实现实时监控与记录。
[0026]进一步，主控制器采用DSP芯片，该芯片具有高性能处理能力，有强大外部通信接口，便于构成外部控制系统，且成本低、功耗低，提高了整个系统的性能。
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型的结构示意图；
[0028]其中，1-直流设备检测接口、2-斩波电路、3-光电耦合电路、4-信号处理电路、5-多位并口串口转换电路、6-主控制器、7-电源电路、8-数码管显示电路、9-驱动电路、10-声光报警电路、11-RS232串口通信电路、12-上位机、13-仿真器、14-整流电路、15-交流设备检测接口、16-FPGA封装部分。
【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。
[0030]参见图1，本实用新型包括依次连接的FPGA封装部分16、多位并口串口转换电路
5、主控制器6和主控制器控制部分，FPGA封装部分16和主控制器6均连接电源电路7，主控制器6采用DSP芯片；
[0031]FPGA封装部分16包括集成在一起的FPGA芯片和若干路直流检测单元和交流检测单元，直流检测单元和交流检测单元均连接至多位并口串口转换电路5 ;直流检测单元包括依次连接的直流设备检测接口 1、斩波电路2、光电耦合电路3和信号处理电路4，直流设备检测接口 I与机电设备触点连接，信号处理电路4连接至多位并口串口转换电路5 ;交流检测单元包括依次连接的交流设备检测接口 15、整流电路14、光电耦合电路3和信号处理电路4，交流设备检测接口 15与机电设备触点连接，信号处理电路4连接至多位并口串口转换电路5。整流电路14采用全桥式整流电路，斩波电路2采用直流-直流降压斩波电路，信号处理电路4采用反相器和电容器实现高低电平转换与稳定。
[0032]主控制器控制部分包括均与主控制器6连接的仿真器13和上位机12，仿真器13的输出端连接至上位机12，上位机12通过RS232串口通信电路11连接至主控制器6。主控制器控制部分还包括与主控制器6连接的声光报警电路10和数码管显示电路8。数码管显示电路8通过驱动电路9连接至主控制器6，数码管显示电路8采用3?7英寸的共阳极LED数码管，驱动电路9采用集成型驱动芯片。
[0033]参见图1，本实用新型包括FPGA封装部分16、多位并口转口转换电路5、主控制器
6、数码管显示电路8及上位机12等；主控制器6采用DSP芯片，该芯片具有高性能处理能力，有强大