专利名称：机械设备故障在线诊断装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械设备故障诊断装置，尤其是能在线实时进行机械 设备故障诊断的装置。
技术背景-
机械设备运行过程中性能会逐渐劣化，在一定条件下造成故障。故障原因 的分析和早期预报对于保证工业生产顺利进行非常重要。目前进行机械设备故 障诊断一般采用通用计算机，体积大、功率消耗高、抗干扰性能差，不适合安 装于工业现场；其运算速度也难以满足实时进行故障诊断的要求，完成一次故 障诊断至少需要1 2分钟，不能及时保证机械设备安全可靠的运行。 实用新型内容-
为了克服现有机械设备故障诊断装置不适合安装在工业现场和故障诊断速 度慢的不足，本实用新型提供一种新型机械设备故障在线诊断装置，不仅适合 安装在工业现场，还能在监测机械设备运行状况的同时及时分析设备故障类型 和原因，并且能够对设备状态进行预测。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是采用嵌入式计算机系统
结构，由ADSP-TS201S数字信号处理(DSP, Digital Signal Processing)芯 片、复杂可编程逻辑器件(CPLD， Complex Progr纖ble Logic Device )、 ARM9-S3C2440微处理器、模数转换芯片、先进先出存储器、同步动态随机访问 存储器、非易失存储器、双口随机存储器和液晶显示屏组成机械设备故障在线 诊断装置。在印刷电路板上，型号为AD7656AST的模数转换芯片2与型号为 IDT72V235L15PF的先进先出(FIFO, First Input First Output)存储器芯片相连；型号为EPM7256AETC144的CPLD芯片分别与模数转换芯片2 、 FIFO芯片 和微处理器相连；DSP芯片分别与FIFO芯片和型号为IDT70V24的双口随机存 储器(RAM)相连。型号为MAX1290ACEI的模数转换芯片1与微处理器相连。型 号为HY57V561620的同步动态随机访问存储器(SDRAM, Synchronous Dynamic Random Access Memory)、型号为K9F1208D0A的非易失存储器(FLASH )和双 口随机存储器分别与微处理器相连。型号为TX18D16VM1CAA的液晶显示屏(LCD， Liquid Crystal Display)通过数据线与微处理器相连。其中ADSP-TS201S数 字信号处理芯片与双口随机存储器的一个端口相连，ARM9-SC2440微处理器与双 口随机存储器的另一个端口相连。
本实用新型的有益效果是，采用嵌入式计算机结构比使用通用的计算机体 积小、功率消耗低、可靠性高，抗干扰性强，适合工业现场安装应用；采用CPLD 控制信号采集，能够快速、准确的测量设备故障诊断所需要的特征量；采用DSP 芯片适合故障诊断时大量数据的高速运算，通过双口 RAM在DSP和ARM9微处理 器之间快速、可靠地交换数据，可以在5秒钟内完成一次设备故障诊断，实时 为用户提供关于被监测设备状态的充足信息。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 图1是本实用新型的结构原理图。
图中l.模数转换芯片，2.模数转换芯片，3.控制线，4.控制线，5. CPLD 芯片，6.控制线，7.DSP芯片，8.数据线，9.双口随机存储器，IO.数据线， ll.动态随机存储器，12.非易失存储器，13.数据线，14.数据线，15.微处理 器，16.数据线，17.液晶显示屏，18.数据线，19.数据线，20.先进先出存储器，21.数据线，22.印刷电路板。
具体实施方式
设备故障诊断装置靠近被监测的机械设备安装，在被监测的机械设备各个 轴承座上安装热电阻温度传感器和压电晶体振动传感器，主轴附近安装电涡流
传感器。各个传感器信号线连接到故障诊断装置。装置启动后微处理器通过CPLD 芯片控制AD7656模数转换芯片采集振动数据，AD7656芯片为6通道同步采样， 16位分辨率，250kS/s采样率，可以连接4个振动传感器和2个电涡流传感器。 在CPLD控制下采集的数据写进FIFO存储器。DSP芯片从FIFO存储器读取轴承 座振动信号，由信号的时间序列进行相空间重构，然后计算关联维数；DSP芯片 从FIFO存储器读取轴振动信号，分析轴心轨迹的大小和方位。微处理器将DSP 芯片通过双口 RAM传递来的关联维数与FLASH中存储的关联维数进行比对，如 果发现符合某一故障特征，再结合轴心轨迹特征和来自MAX1290芯片的轴承座 温度值进行综合判断，然后在LCD上输出故障诊断结论。同时微处理器将采集 到的振动幅值和温度值与FLASH中存储的报警值进行比较，发现超标时在LCD 上报警。
权利要求1. 一种机械设备故障在线诊断装置，由ADSP-TS201S数字信号处理芯片、复杂可编程逻辑器件、ARM9-S3C2440微处理器、模数转换芯片、先进先出存储器、同步动态随机访问存储器、非易失存储器、双口随机存储器和液晶显示屏组成，其特征是在印刷电路板上，模数转换芯片2与先进先出存储器相连，复杂可编程逻辑器件分别与模数转换芯片2、先进先出存储器和微处理器相连，数字信号处理芯片分别与先进先出存储器和双口随机存储器相连，模数转换芯片1与微处理器相连，同步动态随机访问存储器、非易失存储器及双口随机存储器分别与微处理器相连，液晶显示屏与微处理器相连。
2. 根据权利要求1所述的机械设备故障在线诊断装置，其特征是 ADSP-TS201S数字信号处理芯片与双口随机存储器的一个端口相连， A體9-SC2440微处理器与双口随机存储器的另一个端口相连。
专利摘要本实用新型涉及一种机械设备故障在线诊断装置，主要由复杂可编程逻辑器件(CPLD)、数字信号处理(DSP)芯片、微处理器和存储器等组成。其特点是在CPLD控制下高速进行信号采集；用DSP芯片对机械设备轴承座振动信号进行关联维数计算，用DSP芯片对轴振动信号进行轴心轨迹分析；微处理器控制轴承座温度信号采集并通过双口随机存储器(RAM)读取DSP芯片的数据，诊断机械设备的故障类型和发生故障的原因；通过液晶显示屏输出被监测的机械设备的状态信息和故障诊断结果。由于在5秒钟之内可以快速得到诊断结果，本实用新型特别适合于重要机械设备故障在线诊断。
文档编号G01M99/00GK201259472SQ20082013184
公开日2009年6月17日 申请日期2008年8月7日 优先权日2008年8月7日
发明者康少鹏, 赵晨光, 雷振山 申请人:唐山学院