嵌入式狀態(tài)監測與故障診斷裝置的設計

發(fā)布時(shí)間:2010-11-17 16:03    發(fā)布者:designer
關(guān)鍵詞: 故障診斷 , 監測 , 嵌入式 , 設計 , 狀態(tài)
1 引 言

傳統的狀態(tài)監測與故障診斷裝置通常采用現場(chǎng)總線(xiàn)方式,但此方式具有很大局限性:現場(chǎng)總線(xiàn)類(lèi)型多樣,相互之間差異較大,不能實(shí)現互操作,彼此連接困難,系統的信息共享和實(shí)時(shí)性不盡如人意。為了更好地搭起終端設備和遠程監控系統通信的橋梁,本文提出并設計了基于工業(yè)以太網(wǎng)的嵌入式狀態(tài)監測與故障診斷裝置,和傳統裝置相比,它有以下優(yōu)勢:實(shí)現了系統的高效、統一;用戶(hù)可以通過(guò)Internet隨時(shí)隨地監控大范圍的終端設備,取代了大量前置PC,具有更好的實(shí)時(shí)、實(shí)效性[1,2]。本裝置將現場(chǎng)采集到的實(shí)時(shí)數據通過(guò)以太網(wǎng)直接傳送到內嵌的Web服務(wù)器上,服務(wù)器生成用于遠程監測和遠程故障診斷的web頁(yè)面,用戶(hù)通過(guò)鍵入設備的IP地址,就可以隨時(shí)瀏覽到被監測設備的現場(chǎng)運行情況、數據采集信息以及報警信息等。

2 裝置結構與特點(diǎn)

目前,機電設備的狀態(tài)監測與故障診斷的整個(gè)系統結構如圖1所示:





圖1 嵌入式狀態(tài)監測與故障診斷系統結構

本文設計開(kāi)發(fā)了此體系的核心裝置——嵌入式機電設備監控裝置,主要分為3個(gè)模塊:

(1)數據采集模塊:包括多個(gè)現場(chǎng)數據采集單元。主要完成現場(chǎng)數據的檢測、采集。

(2)數據存儲與處理模塊:包括嵌入式現場(chǎng)總線(xiàn)/以太網(wǎng)監控工控機和數據庫。它通過(guò)Earthnet/IP協(xié)議,和現場(chǎng)總線(xiàn)數據采集單元進(jìn)行通信,實(shí)現靈敏檢測和數據存儲。

(3)在線(xiàn)監測模塊:包括嵌入式Web服務(wù)器和監測網(wǎng)站。服務(wù)器生成用于遠程監測和故障診斷的web頁(yè)面。網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)可以隨時(shí)掌握現場(chǎng)運轉情況,使遠程監控真正實(shí)現。

本裝置擁有以下三個(gè)先進(jìn)的特征:

1)應用工業(yè)以太網(wǎng),使Ethernet/IP設備和現場(chǎng)設備能夠通信。為了實(shí)現這個(gè)功能,我們將以太網(wǎng)協(xié)議移植進(jìn)嵌入式Linux。

2)通過(guò)瀏覽器支持機電設備狀態(tài)的監控。我們在嵌入式Linux中移植了BOA,設計了動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)實(shí)時(shí)監控機電設備。

3)支持大容量數據存儲,用一個(gè)黑匣子對設備的實(shí)時(shí)數據資源進(jìn)行監控。通過(guò)大容量IDE總線(xiàn)的擴展,連接IDE系統硬盤(pán),存儲大量數據。

3 裝置的硬件設計

AT91RM9200是ATMEL針對系統控制及通信領(lǐng)域推出的基于ARM920T內核的新微型控制器。它具有獨立的16KB指令和16KB數據cache、全功能的MMU虛擬內存管理單元、16KB SRAM和128KB ROM、64MB NAND Flash 存儲器、LCD控制器、EBI接口控制器、4個(gè)32位的PIO控制器、20通道的外設數據控制器(DMA)、3個(gè)同步串行控制器(SSC)、4個(gè)通用同步/異步接收/發(fā)送器(USART)、主/從串行設備接口SPI、16路12位ADC、1通道16位DAC、多媒體卡接口(MCI)、以太網(wǎng)10/100 Base-T 以太網(wǎng)媒體訪(fǎng)問(wèn)控制器(MAC)、觸摸屏接口、IDE接口等。

在處理器豐富資源的基礎上,本裝置對其進(jìn)行了相關(guān)的配置和擴展,將處理器通過(guò)16路12位ADC接口對機電設備的電壓電流信號進(jìn)行采集,IDE接口外掛大容量IDE硬盤(pán),用于存儲web、采集的數據等。通過(guò)DM9161芯片,該微處理器把EMAC接口外擴為以太網(wǎng)接口RJ45,與工業(yè)以太網(wǎng)連接。AT91RM9200通過(guò)SPI接口連接CAN控制器SJA1000,CAN控制器與CAN收發(fā)器PCA82C250相連,用于連接DeviceNet。硬件結構如圖2所示:





圖2 硬件結構圖

4 裝置的軟件架構

軟件結構如圖3所示:





圖3 軟件架構圖

4.1移植工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議

工業(yè)以太網(wǎng)EtherNet/IP,是一種適用于工業(yè)環(huán)境的通訊體系,能夠在廣闊的區域中支持大量現場(chǎng)設備的連接。它采用通用工業(yè)協(xié)議(CIP)作為其應用層協(xié)議。CIP協(xié)議支持各種控制、配置和信息處理服務(wù),包括顯式報文(用于信息傳輸,靈活的報文交換)以及隱式報文(用于控制和實(shí)時(shí)I/O數據的傳輸),支持輪詢(xún)、周期和狀態(tài)改變數據傳輸觸發(fā)機制,點(diǎn)對點(diǎn)單播和廣播數據傳輸方式[5,6]。OE服務(wù)的設計簡(jiǎn)化了EtherNet/IP的移植,只需要修改操作環(huán)境文件來(lái)適合ARM Linux操作體系。

4.2 移植BOA





圖4 UDP Socket通信B/S架構

系統動(dòng)態(tài)頁(yè)面如圖5所示:





圖5 狀態(tài)監測與故障診斷系統主界面

5 結束語(yǔ)

本文作者創(chuàng )新點(diǎn):將工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、嵌入式Web Server技術(shù)、CGI技術(shù)、動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)應用于嵌入式狀態(tài)監測與故障診斷裝置中,用戶(hù)通過(guò)URL就可以隨時(shí)查看現場(chǎng)設備的運行情況和報警信息,與傳統監控裝置相比,提高了監控的實(shí)時(shí)性,縮短了檢修時(shí)間,節省了檢修費用,真正實(shí)現了維修制度從事故維修、定期維修向視情維修的轉變。
本文地址:http://selenalain.com/thread-40161-1-1.html     【打印本頁(yè)】

本站部分文章為轉載或網(wǎng)友發(fā)布,目的在于傳遞和分享信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀(guān)點(diǎn)和對其真實(shí)性負責;文章版權歸原作者及原出處所有,如涉及作品內容、版權和其它問(wèn)題,我們將根據著(zhù)作權人的要求,第一時(shí)間更正或刪除。
您需要登錄后才可以發(fā)表評論 登錄 | 立即注冊

相關(guān)在線(xiàn)工具

相關(guān)視頻

關(guān)于我們  -  服務(wù)條款  -  使用指南  -  站點(diǎn)地圖  -  友情鏈接  -  聯(lián)系我們
電子工程網(wǎng) © 版權所有   京ICP備16069177號 | 京公網(wǎng)安備11010502021702
快速回復 返回頂部 返回列表
午夜高清国产拍精品福利|亚洲色精品88色婷婷七月丁香|91久久精品无码一区|99久久国语露脸精品|动漫卡通亚洲综合专区48页