旋转机械实时在线状态监测系统的研究——数据采集卡的研究与设计

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1、浙江大学硕士学位论文旋转机械实时在线状态监测系统的研究——数据采集卡的研究与设计姓名：江恒申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：王友钊20040201摘要旋转机械状态监测是保障大型机组安全高效运行、舫止恶性事故的有效手段。采集翔实准确的数据是整个旋转机械状态监测系统中重要的一部分，因此研究旋转车几械状态监测系统中的数据采集系统具有很好的现实意义和应用莳景。本论文研究设计以旋转机械状态监测为主要应用背景的数据采集卡。该数据采集卡以数字信号处理器(DSP)为主控制器，结合同步模数转换器(ADC)实现了多通道同步采集的功能。在硬件电路的设计中使用复杂可编程逻辑器件(CPLD)来实

2、现数据采集卡上的逻辑控制功能，芳采用Veri]off硬件描述语言对其进行功能设计。数据采集卡采用PCI局部总线接口，通过双端口RAM进行数据传输。论文讨论了数据采集卡硬件电路的设计、PCB制版和调试。在软件方面，设计了转速测量，同步、异步模拟信号以及数字信号采集等功能模块j开发了数据采集卡在Linux和Windows操作系统上的PCI设备驱动程序。最后给出了数据采集卡的实际测试结果。【关键词】旋转机械状态监测，数据采集．数字信号处理器．ffCI，驱动裂序AbstractConditionmonitoringisaneffectivestrategyforrotatingmachinery

3、．Dataacquisitionisveryimportantinthewholeconditionmonitoringsystem．Thepapel4coneeHlsthedesignmethodforaDataAcquisitionfDAQ)card．DigitalSignalProcessor(DSP)wasusedasthemicrocontrolleroftheDAQcardandsynchronousA／Dconverterswereusedtocollectsynchronoussignals．Thedigitallogicsofthecardareintegratedin

4、toaComplexProgrammableLogicDevice(CPLD)．whichisdesignedwithVerilogHardwareDescriptionLanguage．ThroughPCIinterfaceanddualportSRAM，hostaccesseddatafromthecard．ThecardlScircuitschematicdiagramandPrintedCircuitBoard(PCB)werecompletioninthepaperSoftwaremodulesincludingrotatingspeedmeasuring，analogandd

5、igitaIsignalsacquisitionaredeveloped．ThisDAQcard’SdriverisdevelopedbothOntheLinuxOSmadWindowsOS．Attheendofthepaper!therealtestedresultsarepresentedKeyWords]ConditionMonitoringforRotatingMachinery,DataAcquisition．DSP,PCI、Driver致谢妒581‘《6首先要感谢我的导师王友钊老师，本论文是在王老师的悉心指导下完成的。在整个研究生学习过程中，王老师在科研、工作和生活等各方面都

6、给予了我无微不至的关怀和指导。王老师严谨的治学态度、渊博的学识以及积极的工作态度都使我受益匪浅。还有马永昌、刘玉玲两位老师在我的学业和生活中给予了自始至终的关心和帮助，为我创造各种便利条件，才使本文得以顺利完成。他们认真负责的工作作风、扎实全面的专业知识和平易近人的品格给我留下了深刻的印象，是我今后为人和工作的榜样。同时，我还要感谢我的师兄王彤、郑国轴、王文艺、孟祥育、张德、孙武、同窗付冬妮、傅倬伟、王凌宇、韩锋、师弟郑卓超以及曾经帮助过我的每一个朋友。他们在我的课题研究期间都给予了我诸多支持，帮我解决了许多困难。另外，我要感谢浙江大学以及浙江大学数字技术及仪器研究所给我提供了一个良好的

7、学习环境。最后，我还要感谢我的父母、妹妹和白兰。是他们无私的关怀和始终如一的支持才能使我全心全意的完成学业。来经作者、导师同意勿全文公布江恒2004年2月于求是园撕gZ'A学硕i．学位论立第一章绪论在本章里，我们首先说明状态监测系统在工业生产中的必要性和重要意义然后介绍国内外状态监测系统的发展情况并由此引出本次课题的设计任务。一、引言大型旋转机械(汽轮机、燃汽轮机、水轮机、发电机、航空发动机、离心压缩机等机械设备)是电力、石油化工、