便攜式振動分析儀方案設計介紹

引言

　　傳統的振動分析儀器具有結構復雜、體積大、操作不方便等特點;而基于單片機的振動采集分析儀雖然體積較小，但是分析能力有限，往往不能夠滿足振動分析與診斷的特殊要求。

　　本文所設計的振動分析儀以CompactRIO為采集設備，以Labview為軟件開發平臺，不但具有體積小、重量輕的特點，而且具有強大、靈活的專業分析能力，適合于測點分散而又不需要持續檢測的測試場合。

　　系統結構

　　系統采用上下位機結構，下位機將采集到的轉速和振動信號通過TCP/IP協議傳送給上位機，上位機進行數據保存與分析。結構如圖1所示。

　　圖1 系統結構簡圖

　　通過在線分析工具，操作者可以實時檢測發動機振動是否超標，離線分析工具可以幫助操作者判斷出現振動異常的原因。

　　系統設計與特性

　　系統在設計上追求柔性測試技術可靠性、精確性、擴展性、適應性和靈活性五大方面特性。

　　系統適應性

　　本系統具有便攜、防雨淋、防摔、防振動的性質，使振動儀能夠適應外場測試。

　　為了使整個系統攜帶方便，該振動儀在設計選型上選擇性能能夠滿足測試要求且質量又輕的硬件，比如采集設備選擇質量與體積都比較小的CompactRIO。整個系統體積小，重量輕(大概11Kg)，方便攜帶。

　　上位機選用軍用筆記本，本身具有防雨淋的功能。另外，筆記本拖架也進行了防雨淋的設計，在其左側開有凹槽，接口以及風扇出風口全部安裝在凹槽里，能有效防止雨淋，適用于雨天作業，接口面板如圖2所示。

　　圖2 接口面板說明

　　此外，裝設備箱體選用軍用箱體，堅固耐用，能夠有效保護箱體內的設備不受損傷。

　　系統擴展性

　　系統能夠直接通過插拔來增加或減少FPGA硬件，能夠根據用戶的要求增加離線分析算法，方便增加系統功能。

　　在設計中，將功能比較集中、應用次數較多的程序設計成模塊，各模塊之間耦合性小，使得系統易于維護，哪部分出問題就檢查特定的模塊。系統易于擴展，可以在系統中增加其他模塊以擴展系統的功能。另外，CompactRIO硬件分為Host與FPGA模塊，為了實現FPGA設備的可擴展性，通過一次性將所有可能存在的板卡的端口讀取都編寫到程序中，然后根據Host下獲取的板卡信息讀取相應板卡的數據，滿足板卡增減的要求。