一种信号采集与处理机箱的制作方法

1.本实用新型涉及仪控设备技术领域，具体涉及一种信号采集与处理机箱。


背景技术：

2.当前信号采集与处理设备大多采用标准总比如cpci/pxi/pxie/vxi等，其中vxi以6u高度机箱为主，目前已经逐步被市场淘汰。主流的设备大多采用的是pxi/pxie/cpci标准，此类机箱主要特点如下：
3.采用高速串行或并行总线，每个板卡需要接口芯片，背板和功能板卡的成本比较高；
4.采用标准3u结构，板卡尺寸为160mm*100mm，pcb空间有限，在一些高密度，多通道应用场景中需要采用多层板叠加，密度大，不易散热，不利于长期稳定可靠工作；
5.机箱采用标准的前面板进线，前面板出线的方式，在多通道应用场景中线缆接入繁复，不美观，排查难度大；
6.机箱整体功耗偏高，pxi/pxie规范要求系统ac/dc供电功率会超过500w，系统散热是一个很大的挑战。
7.设备背板复杂，电源采用内置式设计，电源最易出问题，如果装置一旦出问题，机箱需要拆开进行重大维护，维护时间长，不利于实现快速维护。
8.当前机箱中的自诊断功能较少，无法及时判断，功率分布，温度分布以及负载分布等，未来仪器技术朝着智能化方向发展，当前的机箱自诊断，智能化设计缺失。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种主变冷却器plc控制系统故障时主变冷却器自启动系统，能在plc故障或失电时自启动冷却器。
10.通过以下技术方案来实现的：
11.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种信号采集与处理机箱。
12.通过以下技术方案来实现的：
13.一种信号采集与处理机箱，包括模块化机箱架构；
14.所述模块化机箱架构采用标准上架结构设计，包括有cpu单元、电源模块、多个信号采集与处理单元、机箱外壳；
15.所述cpu单元、电源模块以及多个信号采集与处理单元分别与机箱外壳插卡式连接；
16.所述cpu单元、电源模块以及多个信号采集与处理单元分别与机箱外壳内背板总线电连接；
17.所述cpu单元采用嵌入式处理器，所述cpu单元还电连接有cpu监测模块；
18.所述电源模块还电连接有电源监测模块，所述机箱外壳上还设置有散热装置，所述散热装置用于对机箱外壳内部进行降温处理；
19.所述机箱外壳与散热装置相邻的一侧以及与散热装置相邻一侧的对侧均设置有进线口。
20.进一步的，所述电源模块的型号为tuns500f28。
21.进一步的，所述cpu单元的型号为 xilinx mpsoc 3eg。
22.进一步的，所述cpu监测模块用于监测cpu单元的温度和负荷。
23.进一步的，所述电源监测模块用于对电源模块的功率和温度进行监测。
24.进一步的，所述散热装置为散热风扇，所述散热风扇包括多个，呈阵列设置于机箱外壳一侧。
25.进一步的，所述电源模块采用220v ac 和24v dc供电输入。
26.本实用新型的有益效果是：
27.（1）本实用新型采用自定义串行总线实现cpu单元和采集处理单元的点对点通信，降低各个功能单元的接口成本和功耗。
28.（2）本实用新型机箱外壳采用双面进出线的设计，即既可以信号从后面板进入，后面板接出，也可实现前进后出，后进前出，针对不同的应用场景实现不同的进出线，保证了设备布局的美观。
29.（3）本实用新型采用模块化电源设计思路，电源模块自带主动散热，可以快速插入机箱和拔出机箱，方便后续快速升级和维护，提升了系统的可维护性和可扩展性。
附图说明
30.图1为本实用新型的电连接图；
31.图2为本实用新型的板卡尺寸图。
具体实施方式
32.下面结合本实用新型的附图1-2，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.如图1、2所示，一种信号采集与处理机箱，包括模块化机箱架构；
35.所述模块化机箱架构采用标准上架结构设计，包括有cpu单元、电源模块、多个信号采集与处理单元、机箱外壳；
36.所述cpu单元、电源模块以及多个信号采集与处理单元分别与机箱外壳插卡式连接；
37.所述cpu单元、电源模块以及多个信号采集与处理单元分别与机箱外壳内背板总线电连接；
38.所述cpu单元采用嵌入式处理器，所述cpu单元还电连接有cpu监测模块；
39.所述电源模块还电连接有电源监测模块，所述机箱外壳上还设置有散热装置，所述散热装置用于对机箱外壳内部进行降温处理；
40.所述机箱外壳与散热装置相邻的一侧以及与散热装置相邻一侧的对侧均设置有进线口。
41.进一步的，所述电源模块的型号为tuns500f28。
42.进一步的，所述cpu单元的型号为 xilinx mpsoc 3eg。
43.进一步的，所述cpu监测模块用于监测cpu单元的温度和负荷。
44.进一步的，所述电源监测模块用于对电源模块的功率和温度进行监测。
45.进一步的，所述散热装置为散热风扇，所述散热风扇包括多个，呈阵列设置于机箱外壳一侧。
46.进一步的，所述电源模块采用220v ac 和24v dc供电输入。
47.实施例：
48.板卡采用自定义尺寸宽度，兼容cpci长度（160mm）的同时，将板卡的高度从100mm增加到120mm，pcb面积增加20%，有利于放置更多的模拟器件，实现更好的性能，提升板卡的散热效率；
49.机箱外壳采用双面进出线的设计，即既可以信号从后面板进入，后面板接出，也可实现前进后出，后进前出，针对不同的应用场景实现不同的进出线，保证了设备布局的美观；
50.机箱采用低功耗设计架构，cpu单元采用嵌入式处理器，在满足应用需求的基础上适当控制功率，整机功率可以控制在200w以内（全插满板卡），极大的降低了机箱散热，保证了模拟器件工作的稳定性；
51.采用自诊断智能监测技术，对电源单元功率和温度，cpu单元的温度和负荷，各个采集处理单元的温度和数据传输率进行实时监控，通过智能嵌入式算法，对人机进行报警，对风扇进行智能转速控制等，极大的提升了装置的智能化程度；
52.电源模块：采用插卡式设计，支持多种功率模块，可实现灵活配置，包括但不限于200w，300w，500w，700w，自带温度检测电路，功率检测电路，过载保护电路等，实现高可靠性工作；
53.cpu单元：采用插卡式设计，自带双千兆以太网，高速can接口，hdmi视频输出口，usb接口。采用双核嵌入式控制器，主频不低于667mhz，运行内存4gb，非易失存储介质32gb；
54.信号采集处理单元：采用插卡式设计，支持多通道传感器信号接入，实现信号调理，采集，计算处理，总线传输，本地缓存等功能。