一种基于DSP的电动机实时监测及故障诊断系统.pdf

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1、·20·煤矿机电2011年第2期一种基于DSP的电动机实时监测及故障诊断系统刘媛，田慕琴(太原理工大学电气与动力工程学院，山西太原030024)摘要：针对大中型三相异步电动机可靠、高效运行的要求，设计了一种基于DSP的电动机状态实时监测及故障诊断系统，介绍了该系统的硬件组成，阐述了系统的整体功能及实现过程。该系统采用模块化结构，集运行状态检测、运行数据记录和故障诊断于一体，可实现大型异步电动机实时、就地监测和故障诊断功能。实验结果表明，该系统运行良好，数据准确，诊断可靠性高。关键词：DSP处理器；状态检测；故障诊断中图分类号：TP277文献标识码：A文章编号：1001—0874(2011)

2、02—0020—03OneReal—TimeMonitoringandFaultDiagnosisSystemofMotorBasedonDSPLIUYuan，TIANMu。qin(SchoolofElectricalandPowerEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Accordingtomeettherequirementsforrunningreliablyandhishlyefficiencyof3-phaselargeasynchronousmotors，asystemofr

3、eal—timeworkingconditionmonitoringandfaultdiagnosisofmotorsbasedonDSPwasdesigned．Thehardwarepartofthesystemwasintroducedandthewholefunctionandimplementationprocedurewasillustrated．Themodularstructureisadopted，runningstatesmonitoring，datarecordingandfaultsdiagnosiswereintegratedinthesystem，whichcan

4、realizethefunctionofreal-timemonitoringandfaultdiagnosis．TheresultsshowedthatthesystemWasrunningstably，thedatarecordingwasaccurateanddiagnosisresultswerehighlyreliable．Keywords：DSP(DigitalSignalProcessing)；conditionmonitoring；faultdiagnosis1系统硬件结构(1)基本组成对于大中型异步电动机，本文提出基于TMS320C6713DSP的实时监测及故障诊断装置如

5、图1所示。由图1看出，该系统由传感器部分、信号调理电路、A／D转换电路、TMS320C6713DSP信号处理部分、人机接口及与上位机的通信部分组成。该装置可通过人机接口完成读取和显示实时监测信息和诊断结果的任务，也能将监测和诊断的结果通过通信的方式传给上位机。(2)主要特点TMS320C6713DSP是32位高速浮点型DSP，时钟最高频率为300MHz。TMS320C6713的主要特点模拟信号时钟lJ电源ll复位渊卅⋯赠金苦削图1异步电动机实时监测及故障诊断系统硬件结构图有：体系结构采用超长指令字(Vuw)结构，其最大处理能力可以达到2400MIPS。采用二级缓冲处理，4kByte直接匹配

6、的程序缓冲L1P，4kByte可匹配的数据缓冲LID，256kBytel．2额外匹配内存。32位外部存储器接口，可无缝连接SRAM、EPROM、Flash、SBSRAM和SDRAM。具有主机口和I／O端口2011年第2期煤矿机电·21·操作等功能，多通道缓冲串口，其通过配置能和多种串行通信接口通信，两个32位通用定时器等。鉴于TMS320C6713卓越的计算能力和运行速度，本文采用该芯片来实时处理电动机故障。2系统功能模块化设计通过模块化的设计思想主程序通过调用每一模块的子程序来完成检测任务，子程序可独立修改，CPU也可避免循环执行整个程序导致运行效率低下。根据图1系统功能的要求，设计的异

7、步电动机实时监测及故障诊断系统的主程序如图2所示。其中包括数据初始化程序、A／D转换程序、报警判断程序、下位机DSP与上位机通信程序、故障诊断程序、人机界面程序等。传感器安装部位见图3。丽数据初始化一l集仪的数据l读取数据采佩一人机界面控制I壁型型1．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．：I!．．．．．一与上位机通信，传送实时监测和诊断数据———T—一丽图2异步电动机实时监测及故障诊断系统总程序框图数字信号记录仪