專利名稱：一種在線式工業(yè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在線式工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄裝置，尤其是能對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行判斷并自動(dòng)記錄完整數(shù)據(jù)的記錄裝置。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來(lái)，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)普遍使用筆型記錄儀或磁帶記錄儀、示波器等常規(guī)儀器監(jiān)視工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)裝置的運(yùn)行狀態(tài)，或臨時(shí)測(cè)錄上述設(shè)備或裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)。這些儀器有的不能對(duì)信號(hào)進(jìn)行記錄，有的在使用過(guò)程中需隨時(shí)更換信號(hào)記錄載體(如記錄紙或磁帶)，沒(méi)有故障判斷功能，不適于在線監(jiān)測(cè)那些快速變化的信號(hào)，通常情況下，是在設(shè)備或生產(chǎn)裝置出現(xiàn)故障后，為查找故障產(chǎn)生的原因才接入上述儀器，測(cè)量或記錄設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，這時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)往往不能正確反映故障發(fā)生期間設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)變化的真實(shí)過(guò)程，影響迅速判斷和分析故障原因，延長(zhǎng)故障處理時(shí)間，造成長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)停頓，由此給企業(yè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失是不可忽視的。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種不需要更換信息記錄載體且能長(zhǎng)期在線記錄工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄裝置，所記錄的數(shù)據(jù)能通過(guò)通訊接口傳送給通用計(jì)算機(jī)，以實(shí)現(xiàn)波形顯示、打印和記錄數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期保存，或經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換后輸出給普通筆錄儀描繪出波形圖。
本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供一種能根據(jù)所監(jiān)測(cè)設(shè)備或生產(chǎn)裝置的運(yùn)行狀況，預(yù)先設(shè)定故障判斷方式和參數(shù)，自動(dòng)記錄被監(jiān)測(cè)對(duì)象的故障波形的記錄裝置，當(dāng)被監(jiān)測(cè)對(duì)象出現(xiàn)故障時(shí)，記錄和保存故障瞬間及前后一段時(shí)間各檢測(cè)點(diǎn)的連續(xù)波形，通過(guò)波形重放再現(xiàn)故障過(guò)程，幫助現(xiàn)場(chǎng)人員及時(shí)、準(zhǔn)確地分析和判斷故障原因。
本實(shí)用新型的第三個(gè)目的是提供一種帶串行通訊接口的記錄裝置，具有這種通訊接口的多臺(tái)記錄裝置通過(guò)串行總線連接，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)滿足多通道、大數(shù)據(jù)量記錄需求。
本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)措施得以實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型由信號(hào)檢測(cè)單元、中央控制單元、操作和顯示單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、通訊接口、模擬輸出單元和接點(diǎn)狀態(tài)信號(hào)接入單元組成。
本實(shí)用新型所指的信號(hào)檢測(cè)單元至少包含有一個(gè)測(cè)量通道，每個(gè)測(cè)量通道由一組數(shù)字和模擬器件組成，它們包括測(cè)量控制MCU、量程選擇電路、隔離A/D轉(zhuǎn)換器和光耦合器，測(cè)量通道的輸入端與被測(cè)點(diǎn)連接。
附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
附圖1中，信號(hào)檢測(cè)單元(5)中的測(cè)量控制MCU(4)通過(guò)光耦合器(3)與量程選擇電路(1)的控制端耦合，通過(guò)隔離A/D轉(zhuǎn)換器(2)與量程選擇電路(1)的輸出端耦合，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量裝置與連接在輸入端(100)的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的電氣隔離，消除模擬電路和數(shù)字電路的共地干擾，避免危險(xiǎn)電壓竄入。量程選擇和A/D轉(zhuǎn)換由測(cè)量控制MCU(4)控制。中央控制單元(6)的一組I/O構(gòu)成測(cè)量數(shù)據(jù)和控制總線(11)，測(cè)量控制MCU(4)的一組I/O與之連接，以接收中央控制單元(6)的控制指令和參數(shù)以及向中央控制單元(6)傳送測(cè)量結(jié)果。測(cè)量控制MCU(4)連續(xù)采集由信號(hào)輸入端(100)接入的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，最新結(jié)果存放于測(cè)量控制MCU(4)的內(nèi)部RAM，待中央控制單元(6)讀取。
中央控制單元(6)由通用單片計(jì)算機(jī)或單板計(jì)算機(jī)、程序存儲(chǔ)器、運(yùn)行參數(shù)存儲(chǔ)器、I/O接口組成，在中央控制單元(6)的程序存儲(chǔ)器中，有一個(gè)系統(tǒng)控制程序及若干獨(dú)立功能的子程序，運(yùn)行參數(shù)存儲(chǔ)器用于存放記錄裝置(15)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)。中央控制單元(6)用于處理各種操作指令，按預(yù)先設(shè)定的采樣周期從信號(hào)檢測(cè)單元(5)讀取測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)并將其寫入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(8)。
中央控制單元(6)至少通過(guò)以下三種方式之一判斷被監(jiān)測(cè)設(shè)備或生產(chǎn)裝置是否出現(xiàn)故障方式一、在中央控制單元(6)的運(yùn)行參數(shù)存儲(chǔ)器中，有一組存儲(chǔ)單元用于存放預(yù)先設(shè)定的故障閾值電平數(shù)值，中央控制單元(6)的程序存儲(chǔ)器中有一個(gè)功能模塊，該模塊將反映當(dāng)前信號(hào)幅值電平的測(cè)量數(shù)值與預(yù)先設(shè)定的故障閾值電平數(shù)值進(jìn)行比較，如果信號(hào)電平超過(guò)閾值電平，則認(rèn)定故障發(fā)生。
方式二、在中央控制單元(6)的運(yùn)行參數(shù)存儲(chǔ)器中，有一組存儲(chǔ)單元用于存放兩個(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)間的正常邏輯關(guān)系數(shù)據(jù)，在中央控制單元(6)的程序存儲(chǔ)器中，有一個(gè)以多通道信號(hào)間相互關(guān)系為判斷條件的功能模塊，當(dāng)信號(hào)檢測(cè)單元(5)有兩個(gè)以上測(cè)量通道時(shí)，將兩個(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)間的邏輯關(guān)系與預(yù)先設(shè)定的信號(hào)間正常的邏輯關(guān)系相比較，如果不滿足，則認(rèn)定故障發(fā)生。
方式三、在中央控制單元(6)的程序存儲(chǔ)器中，有一個(gè)根據(jù)外部接點(diǎn)(203)的狀態(tài)變化來(lái)判斷故障是否發(fā)生的功能模塊，外部接點(diǎn)(203)取自被監(jiān)測(cè)設(shè)備或生產(chǎn)裝置的故障跳閘接點(diǎn)或其它能反映故障狀態(tài)的接點(diǎn)，經(jīng)導(dǎo)線(103)引入，通過(guò)接點(diǎn)狀態(tài)信號(hào)接入單元(12)與中央控制單元(6)連接，當(dāng)被監(jiān)測(cè)設(shè)備或生產(chǎn)裝置出現(xiàn)故障引起接點(diǎn)(203)的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，則認(rèn)定故障發(fā)生。
一旦故障被認(rèn)定，中央控制單元(6)將在繼續(xù)采集和保存一定數(shù)量的測(cè)量數(shù)據(jù)后停止數(shù)據(jù)采集操作，保存故障波形數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(8)采用非易失的存儲(chǔ)器件，通過(guò)數(shù)據(jù)和地址總線(21)與中央控制單元(6)連接，用于保存測(cè)量數(shù)據(jù)和記錄裝置(15)的運(yùn)行參數(shù)。中央控制單元(6)向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(8)寫入測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，采用先進(jìn)先出循環(huán)方式，各測(cè)量通道分配有足夠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，以保存完整的測(cè)量數(shù)據(jù)。記錄裝置(15)的運(yùn)行參數(shù)包括信號(hào)采樣周期、各信號(hào)檢測(cè)通道的量程、故障閾值電平、各通道測(cè)量信號(hào)間的邏輯關(guān)系等，這些參數(shù)在中央控制單元(6)初始化過(guò)程中被讀入其運(yùn)行參數(shù)存儲(chǔ)器，供系統(tǒng)控制程序使用。
記錄裝置(15)的運(yùn)行參數(shù)通過(guò)操作和顯示單元(7)進(jìn)行設(shè)置、修改和顯示。操作和顯示單元(7)包括一組鍵盤和顯示器，通過(guò)相應(yīng)的接口電路與中央控制單元(6)連接。
通訊接口(9)是一種串行通訊接口器件，通訊接口(9)的一端與中央控制單元(6)連接，另一端與總線(101)連接，主計(jì)算機(jī)(201)通過(guò)總線(101)與記錄裝置(15)連接；主計(jì)算機(jī)(201)用于對(duì)記錄裝置(15)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和運(yùn)行監(jiān)控，記錄數(shù)據(jù)的讀取、波形顯示、打印和長(zhǎng)期保存?？偩€(101)上可接入多臺(tái)記錄裝置(15)，每一臺(tái)記錄裝置(15)分配不同的地址編號(hào)，使它們能被主計(jì)算機(jī)(201)識(shí)別。
模擬輸出單元(10)包括一組D/A轉(zhuǎn)換器和信號(hào)調(diào)理電路，通過(guò)數(shù)據(jù)和地址總線(21)與中央控制單元(6)連接，模擬輸出端(102)與普通筆錄儀(202)連接，保存于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(8)的測(cè)量數(shù)據(jù)在中央控制單元(6)控制下，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換和信號(hào)調(diào)理后送輸出端(102)，輸出至普通筆錄儀(202)描繪波形圖。
本實(shí)用新型所描述的裝置，可以在線記錄運(yùn)行中的工業(yè)設(shè)備和生產(chǎn)裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)，采用非易失的存儲(chǔ)器件保存記錄數(shù)據(jù)，掉電不揮發(fā)，不需更換數(shù)據(jù)記錄載體。所記錄的數(shù)據(jù)可以傳送給通用計(jì)算機(jī)，顯示、打印和長(zhǎng)期保存，也可輸出給普通筆錄儀描繪出波形圖。
本實(shí)用新型所描述的裝置可以根據(jù)被監(jiān)測(cè)設(shè)備或生產(chǎn)裝置的運(yùn)行狀況，預(yù)先設(shè)定故障判斷條件，將測(cè)量結(jié)果與預(yù)先設(shè)定的故障判斷條件進(jìn)行比較判斷設(shè)備或生產(chǎn)裝置是否處于故障狀態(tài)。還可以接入被監(jiān)測(cè)設(shè)備或生產(chǎn)裝置的能反映故障狀態(tài)的接點(diǎn)信號(hào)，根據(jù)接點(diǎn)的狀態(tài)變化來(lái)判斷故障。當(dāng)被監(jiān)測(cè)對(duì)象出現(xiàn)故障時(shí)，能記錄和保存故障瞬間及前后一段時(shí)間各檢測(cè)點(diǎn)的連續(xù)波形，通過(guò)波形重放再現(xiàn)故障過(guò)程，幫助現(xiàn)場(chǎng)人員及時(shí)、準(zhǔn)確地分析和判斷故障原因，減少故障處理時(shí)間。
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接多臺(tái)本實(shí)用新型所描述的裝置，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)可以滿足多通道、大數(shù)據(jù)量記錄的需求。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖，圖2、圖3和圖4是本實(shí)用新型實(shí)施方案原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施方案設(shè)計(jì)為8個(gè)測(cè)量通道，測(cè)量通道的電路原理如附圖2電路所示。電阻器(20)和電阻器(21)組成的分壓器將經(jīng)由輸入端(100)的輸入信號(hào)衰減1000倍后送量程選擇器(1)，本實(shí)施方案設(shè)計(jì)允許的輸入信號(hào)電平范圍為±1V～±200V。(25)是運(yùn)算放大器，與電阻器組(22)和電阻器(24)接成同相比例放大器，比例系數(shù)通過(guò)多路開(kāi)關(guān)(23)改變與電阻器組(22)中各電阻的連接確定，將輸入端(100)的信號(hào)電平允許范圍按1-2-5序列分為八個(gè)量程。電阻器組(22)中各電阻阻值，依據(jù)對(duì)應(yīng)于相應(yīng)量程的滿度電壓，運(yùn)算放大器(25)的輸出電平應(yīng)與A/D轉(zhuǎn)換器(26)的輸入電平允許范圍相適應(yīng)的原則選取。測(cè)量控制MCU(4)的3個(gè)I/O口線通過(guò)光耦合器(3)與多路開(kāi)關(guān)(23)的選擇控制端連接，用于量程選擇控制。
隔離A/D轉(zhuǎn)換器(2)內(nèi)含A/D轉(zhuǎn)換器(26)、內(nèi)建基準(zhǔn)電壓(31)、隔離DC/DC變換器(28)和光耦合器(27)。隔離A/D轉(zhuǎn)換器(2)是一種串行控制器件，通過(guò)經(jīng)光耦合器(27)與測(cè)量控制MCU(4)相連的串行數(shù)據(jù)鏈路傳送控制指令和轉(zhuǎn)換結(jié)果，串行數(shù)據(jù)鏈路包括同步時(shí)鐘(29)和數(shù)據(jù)端口(30)。隔離A/D轉(zhuǎn)換器(2)由系統(tǒng)電源供電，內(nèi)部的隔離DC/DC變換器(28)為該測(cè)量通道的前端電路提供一組雙極性工作電源(32)。
測(cè)量控制MCU(4)選用MCS-51系列微控制器，共有10個(gè)I/O口線與測(cè)量數(shù)據(jù)和控制總線(11)連接，包括8位數(shù)據(jù)，1位采樣同步控制和1位檢測(cè)通道選通控制。
附圖3是實(shí)施方案的中央控制及其他單元電路原理，單片機(jī)(40)選用P87C552，這是一種有5組8位I/O端口、256字節(jié)RAM和8K字節(jié)程序存儲(chǔ)器的器件，運(yùn)行參數(shù)存放于RAM，程序存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)控制程序和子程序。單片機(jī)(40)的P1口的8位I/O用于總線(11)的數(shù)據(jù)線；P4.0～P4.2與一個(gè)3-8線譯碼器(41)的輸入端連接，譯碼器(41)的8個(gè)輸出用于總線(11)的選通控制線，分別與8個(gè)測(cè)量通道的選通控制端連接；P3.3用作總線(11)的采樣同步控制線，與各測(cè)量通道的采樣同步控制端連接。單片機(jī)(40)與各測(cè)量通道的交互包括數(shù)據(jù)讀取和量程參數(shù)傳送兩方面內(nèi)容，在數(shù)據(jù)讀取過(guò)程中，在采樣周期確定的采樣時(shí)刻，單片機(jī)(40)將P3.3置“0”，使采樣同步控制指令對(duì)各測(cè)量通道生效，各測(cè)量通道的測(cè)量控制MCU(4)響應(yīng)采樣同步控制指令，在完成當(dāng)前數(shù)據(jù)采集后，即停止采樣操作，單片機(jī)(40)通過(guò)譯碼器(41)依次選通各測(cè)量通道，讀取采樣結(jié)果數(shù)據(jù)；在量程參數(shù)傳送過(guò)程中，單片機(jī)(40)通過(guò)譯碼器(41)選通某測(cè)量通道，被選通的測(cè)量通道的測(cè)量控制MCU(4)在數(shù)據(jù)采集的空閑時(shí)間響應(yīng)單片機(jī)(40)，接收量程設(shè)定參數(shù)。
單片機(jī)(40)的P0口用作數(shù)據(jù)總線和低8位地址線，分別與數(shù)據(jù)鎖存器(42)的輸入端、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(43)、D/A轉(zhuǎn)換器(45)和(46)的數(shù)據(jù)端口連接，數(shù)據(jù)鎖存器(42)的輸出端與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(43)的低8位地址端連接；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(43)選用容量為256KB的不揮發(fā)器件，在對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(43)的讀寫過(guò)程中，低8位地址A0～A7由8位數(shù)據(jù)鎖存器(42)鎖存提供給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(43)；單片機(jī)(40)的P2和P5.0、P5.1與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(43)的A8～A17連接，提供高10位地址。在本實(shí)施方案中，當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(43)選用更大容量器件時(shí)，單片機(jī)(40)的P5.2～P5.6提供其余高位地址，使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(43)的最大容量達(dá)到8MB。
D/A轉(zhuǎn)換器(45)、(46)選用MAX505，這是一種4通道電壓輸出型D/A轉(zhuǎn)換器，每一D/A通道均有一對(duì)輸入和D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)鎖存器，由數(shù)據(jù)鎖存器(42)提供的地址線A0、A1對(duì)輸入數(shù)據(jù)鎖存器進(jìn)行選擇；D/A轉(zhuǎn)換器(45)和(46)的片選擇信號(hào)分別由單片機(jī)(40)的P3.4和P3.5提供，低電平有效；P3.4和P3.5分別與集成電路(44)中的兩個(gè)雙輸入或門的一個(gè)輸入端連接，兩個(gè)雙輸入或門的另一個(gè)輸入端并聯(lián)與(40)的P3.6(外部數(shù)據(jù)寫脈沖輸出端，低電平有效)連接。當(dāng)P3.4和P3.5分別為低電平和高電平時(shí)，選中D/A轉(zhuǎn)換器(45)，當(dāng)P3.6有效時(shí)，單片機(jī)(40)將數(shù)據(jù)寫入D/A轉(zhuǎn)換器(45)中由A0、A1選中的輸入數(shù)據(jù)鎖存器，改變A0，A1，直至D/A轉(zhuǎn)換器(45)的4個(gè)輸入數(shù)據(jù)鎖存器的數(shù)據(jù)寫入完成；對(duì)D/A轉(zhuǎn)換器(46)的數(shù)據(jù)寫入時(shí)，P3.5和P3.4分別為低電平和高電平，D/A轉(zhuǎn)換器(46)被選中，其余過(guò)程與D/A轉(zhuǎn)換器(45)的數(shù)據(jù)寫入過(guò)程相同。
單片機(jī)(40)的P4.3端與D/A轉(zhuǎn)換器(45)和(46)的LDAC端連接，用于D/A轉(zhuǎn)換同步控制，當(dāng)單片機(jī)(40)對(duì)D/A轉(zhuǎn)換器(45)和(46)的輸入數(shù)據(jù)鎖存器寫入完成后，將P3.4置“0”電平，D/A轉(zhuǎn)換器(45)和(46)輸入數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容同時(shí)傳入對(duì)應(yīng)的D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)鎖存器，輸出端AO1～AO8同時(shí)獲得電平范圍為0～5V的轉(zhuǎn)換結(jié)果。AO1～AO8連接信號(hào)調(diào)理電路(47)，信號(hào)調(diào)理電路(47)由8路電平偏移電路組成，用于將0～5V電壓轉(zhuǎn)換成適合普通筆錄儀(202)的±10V電壓。
電平偏移電路(47)的原理由圖4示出，運(yùn)算放大器(406)、電阻器(403)和(404)、電位器(405)組成放大倍數(shù)可調(diào)同相放大器，放大倍數(shù)調(diào)整為8；電阻器(401)的一端與(406)的同相輸入端連接，另一端與(45)或(46)的一個(gè)輸出端(圖中為AO1)連接，(402)的一端與(406)的同相輸入端連接，另一端連接一個(gè)-2.5V基準(zhǔn)電源，電阻器(401)和(402)具有相同的電阻值，當(dāng)AO1在0～5V范圍變化時(shí)，(406)的同相輸入端將獲得-1.25V～+1.25V的對(duì)稱電壓，該電壓經(jīng)8倍放大后輸出端的對(duì)應(yīng)電壓為-10V～+10V。
圖3中的鍵盤和顯示接口(50)選用具有LED顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤掃描功能的集成電路MAX6954。單片機(jī)(40)的P4.4～P4.7分別與鍵盤和顯示接口(50)的片選端CS、串行時(shí)鐘輸入端CLK、串行數(shù)據(jù)輸入端DIN和串行數(shù)據(jù)輸出端DOUT連接；鍵盤和顯示接口(50)的O0～O7為L(zhǎng)ED顯示單元(51)的位控輸出，同時(shí)作為鍵盤(52)的行掃描線，O8～O15為L(zhǎng)ED顯示單元(51)的段控輸出，P0～P3為鍵盤(52)的列值輸入線。顯示數(shù)據(jù)和鍵盤掃描結(jié)果存放于鍵盤和顯示接口(50)的片內(nèi)RAM，MAX6954按照內(nèi)部控制時(shí)序完成顯示數(shù)據(jù)輸出和鍵盤狀態(tài)讀取，單片機(jī)(40)與鍵盤和顯示接口(50)的交互遵循SPI協(xié)議。
串行通訊接口(9)是一種RS-485收發(fā)器芯片，用于提供現(xiàn)場(chǎng)總線的硬件接口。串行通訊接口(9)的接收輸出端(引腳1)與單片機(jī)(40)的P3.0連接，使單片機(jī)(40)能從總線接收數(shù)據(jù)；串行通訊接口(9)的驅(qū)動(dòng)輸入端(引腳4)與單片機(jī)(40)的P3.1連接，使單片機(jī)(40)能將數(shù)據(jù)發(fā)送到總線。單片機(jī)(40)的P5.7與串行通訊接口(9)的接收使能端(引腳2)和驅(qū)動(dòng)使能端(引腳3)連接，用于串行通訊接口(9)的接收或發(fā)送功能的選擇。串行通訊接口(9)的同相接收器輸入和同相驅(qū)動(dòng)器輸出端(引腳6)、反向接收器輸入和反相驅(qū)動(dòng)器輸出端(引腳7)與總線電纜(101)連接。
光耦合器(54)、隔離電源(55)、電阻器(56)和(57)構(gòu)成外部接點(diǎn)狀態(tài)信號(hào)接入單元，隔離電源(55)為光耦合器(54)的發(fā)光二極管提供電源，電阻器(56)是限流電阻，電阻值的選定以通過(guò)發(fā)光二極管的電流在5～20mA間為宜。(57)是電平提升電阻，一般取值為4.7KΩ～10KΩ，外部接點(diǎn)(203)一般取無(wú)源常閉接點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種在線式工業(yè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄裝置由信號(hào)檢測(cè)單元(5)、中央控制單元(6)、操作和顯示單元(7)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元(8)、通訊接口(9)、模擬輸出單元(10)和外部接點(diǎn)(203)狀態(tài)信號(hào)接入單元(12)組成，其特征是信號(hào)檢測(cè)單元(5)、操作和顯示單元(7)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元(8)、通訊接口(9)、模擬輸出單元(10)和接點(diǎn)狀態(tài)信號(hào)接入單元(12)通過(guò)相應(yīng)接口電路與中央控制單元(6)連接。
2.權(quán)利要求1所述的一種在線式工業(yè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄裝置，其特征是所指的信號(hào)檢測(cè)單元(5)至少包含一個(gè)測(cè)量通道，每個(gè)測(cè)量通道由一組數(shù)字和模擬電路組成，它們包括測(cè)量控制MCU(4)、量程選擇電路(1)、隔離A/D轉(zhuǎn)換器(2)和光耦合器(3)；測(cè)量通道的輸入端(100)與被測(cè)點(diǎn)連接，測(cè)量控制MCU(4)通過(guò)光耦合器(3)和隔離A/D轉(zhuǎn)換器(2)與輸入端隔離。
3.權(quán)利要求1所述的一種在線式工業(yè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄裝置，其特征是所指的中央控制單元(6)，是一種通用單片計(jì)算機(jī)或單板計(jì)算機(jī)與程序存儲(chǔ)器、運(yùn)行參數(shù)存儲(chǔ)器、I/O接口的組合，并且有一組I/O用作測(cè)量數(shù)據(jù)和控制總線(11)與測(cè)量控制MCU(4)的一組I/O連接。
4.權(quán)利要求1所述的一種在線式工業(yè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄裝置，其特征是在所指的中央控制單元(6)的運(yùn)行參數(shù)存儲(chǔ)器中，有一組存儲(chǔ)單元用于存放預(yù)先設(shè)定的故障閾值電平數(shù)值，在其程序存儲(chǔ)器中有一個(gè)數(shù)值比較運(yùn)算功能模塊，該模塊將反映當(dāng)前信號(hào)幅值電平的測(cè)量數(shù)值與預(yù)先設(shè)定的故障閾值電平數(shù)值進(jìn)行比較，以確定測(cè)量信號(hào)電平是否超過(guò)閾值電平。
5.權(quán)利要求1所述的一種在線式工業(yè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄裝置，其特征是在所指的中央控制單元(6)的運(yùn)行參數(shù)存儲(chǔ)器中，有一組存儲(chǔ)單元用于存放預(yù)先設(shè)定的兩個(gè)或兩個(gè)以上測(cè)量信號(hào)間的正常邏輯關(guān)系數(shù)據(jù)，在其程序存儲(chǔ)器中，有一個(gè)判斷多通道信號(hào)間相互關(guān)系的功能模塊，當(dāng)信號(hào)檢測(cè)單元(5)有兩個(gè)或兩個(gè)以上測(cè)量通道時(shí)，該模塊將兩個(gè)或兩個(gè)以上測(cè)量信號(hào)間的邏輯關(guān)系與預(yù)先設(shè)定的正常的邏輯關(guān)系相比較，以確定測(cè)量信號(hào)間的邏輯關(guān)系是否正確。
6.權(quán)利要求1所述的一種在線式工業(yè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄裝置，其特征是在所指的中央控制單元(6)的程序存儲(chǔ)器中，有一個(gè)根據(jù)外部接點(diǎn)(203)的狀態(tài)變化來(lái)判斷故障是否發(fā)生的功能模塊，外部接點(diǎn)(203)取自被監(jiān)測(cè)設(shè)備或生產(chǎn)裝置的故障跳閘接點(diǎn)或其它能反映故障狀態(tài)的接點(diǎn)，經(jīng)導(dǎo)線(103)引入，通過(guò)外部接點(diǎn)狀態(tài)信號(hào)接入單元(12)與中央控制單元(6)連接。
7.權(quán)利要求1所述的一種在線式工業(yè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄裝置，其特征是所指的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(8)采用非易失性存儲(chǔ)器件，用于保存測(cè)量數(shù)據(jù)和記錄裝置(15)的信號(hào)采樣周期、各信號(hào)測(cè)量通道的量程、故障閾值電平、各通道測(cè)量信號(hào)間的邏輯關(guān)系等運(yùn)行參數(shù)，并且具有足夠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量，使各測(cè)量通道的測(cè)量數(shù)據(jù)能完整保存。
8.權(quán)利要求1所述的一種在線式工業(yè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄裝置，其特征是所指的模擬輸出單元(10)有一個(gè)或一組D/A轉(zhuǎn)換器件與中央控制單元(6)連接，D/A轉(zhuǎn)換器件的輸出端接有信號(hào)調(diào)理電路。
9.權(quán)利要求1所述的一種在線式工業(yè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄裝置，其特征是所指的通訊接口(9)是一種串行通訊接口器件，用于提供現(xiàn)場(chǎng)總線(101)的硬件接口，記錄裝置(15)與主計(jì)算機(jī)(201)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(101)連接。
10.權(quán)利要求1所述的一種在線式工業(yè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄裝置，其特征是所指的操作顯示單元(7)是一組顯示器件(51)和鍵盤(52)，通過(guò)相應(yīng)的接口電路(50)與中央控制單元(6)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種在線式工業(yè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄裝置，是一種在線式工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄裝置，尤其是能對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行判斷并自動(dòng)記錄完整數(shù)據(jù)的記錄裝置，由信號(hào)檢測(cè)單元、中央控制單元、操作和顯示單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、通訊接口和模擬輸出單元組成。在中央控制單元的運(yùn)行參數(shù)存儲(chǔ)器中，有一組存儲(chǔ)單元存放預(yù)先設(shè)定的故障判斷方式和相關(guān)參數(shù)，在其程序存儲(chǔ)器中有故障判斷功能模塊。該裝置用于在線記錄工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并按預(yù)先設(shè)定的故障判斷方式和參數(shù)判斷被監(jiān)視對(duì)象是否出現(xiàn)故障。所記錄數(shù)據(jù)通過(guò)通訊接口傳送給通用計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)波形顯示、打印和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期保存，或經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換后輸出給筆錄儀描繪出波形圖。
文檔編號(hào)G06Q90/00GK2769895SQ20052000351
公開(kāi)日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2005年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月15日
發(fā)明者喻青 申請(qǐng)人:喻青