下面是小编为大家整理的2022年多目标状态转换监测仪设计方案,供大家参考。
多目标状态转换监测仪设计方案 本文关键词：设计方案，转换，状态，目标，监测仪
多目标状态转换监测仪设计方案 本文简介：摘要:多通道状态监测仪在原有单通道、一对一状态监测的基础上进行改进，实现一台监测仪对多目标、多通道的状态监测．以实际项目为背景，选用PCLD－885作为核心器件，设计状态监测仪，实现对6个监测目标，共12个通道的状态监测．根据本设计方案所研制监测仪功能完备，性能良好，已投入使用，具备较高的实用价值且
多目标状态转换监测仪设计方案 本文内容：
摘要:多通道状态监测仪在原有单通道、一对一状态监测的基础上进行改进，实现一台监测仪对多目标、多通道的状态监测．以实际项目为背景，选用PCLD－885作为核心器件，设计状态监测仪，实现对6个监测目标，共12个通道的状态监测．根据本设计方案所研制监测仪功能完备，性能良好，已投入使用，具备较高的实用价值且可为相关设计提供参考．
关键词:多通道;多目标;状态监测
1设计需求分析
本文设计方案基于实际项目需求提出．测试仪工作环境如图1所示．状态监测仪工作时，接受来自主机的控制信号，并将其传递给监测目标，控制监测目标实现状态的转换;同时，对多个目标进行实时状态监测，将当前状态信息传递给主机进行数据记录，并通过LED指示灯实时显示．根据实际功能需求，所设计的状态监测仪，应能实现对六台被测设备的状态监测，设计需求如图2所示．每台设备均具有两个通道，且每个通道具备两种状态．设计需求具有被测目标多、目标状态多等特点，目前尚没有满足该功能需求的测试设备，因此本文针对性地提出设计方案，满足设计功能需求．
2状态监测仪设计方案
基于设计需求分析，提出整体设计方案，按照功能需求，可划分为3个模块如图3所示．图3状态监测仪整体设计方案示意图数据传输模块用于数据的接受和发送，接受来自主机的控制信号，将其传递至状态转换模块．状态转换模块对接收到的控制信号进行处理，进而控制相应的监测目标进行状态转换．状态监测模块用于实现对被测目标的实时状态监测，通过LED显示灯直接显示，并将状态信息转换为对应信号反馈给数据传输模块，数据传输模块将接收到的状态信息传递至主机记录．
2．1数据传输模块设计
本文选用USB－4751实现数据传输．USB－4751是一种功能完备、技术成熟的数据采集设备．通过USB端口将4751与主机的连接，保证监测仪和主机稳定的数据传输，实现数据采集和控制功能．且其封装的电路设计提供足够的驱动能力，可有效驱动外围电路，其具备48个I/O端口，用于数据的输入/输出传输，满足本文设计方案的需求．4751可通过USB端口直接供电，不需额外配置供电模块．且其I/O端口接线便捷，便于操作使用［1－2］．其参数如表1所示．
2．2状态转换模块设计
USB4751接收到来自主机的控制信号后，将其传递给状态转换模块，进而实现监测目标的状态转换．本文选择PCLD－885作为状态转换的控制器件［3－4］．PCLD－885是一款功率继电器输出板，它带有16个单刀单掷(SPST)继电器通道，工作性能稳定，且端子均为工业螺丝端子，方便接线．本文设计方案需对6个监测目标实现状态转换与监测，各监测目标对应的电路设计相同，因此本文以监测目标1为例，详细分析设计方案．状态转换模块电路设计如图4所示．图4中，USB4751输出端口连接反相器输入端，反相器输出端口连接至PCLD－885的信号输入端口，实现控制信号由USB4751到PCLD－885的传输通道．PCLD－885各继电器一端连接28V直流电，另一端连接监测目标状态转换电路．监测仪启动时，主机首先发送高电平信号至USB4751各端口，经反向器后转换为低电平信号输入至PCLD－885各控制端口，确保PCLD－885各继电器断开，实现初始化．以监测目标1为例，分析状态转换过程，监测目标1具有通道1、通道2两个通道，且每个通道均有工作、保险两个状态．图中CH0连接通道1的工作状态回路，CH1连接通道1的保险状态回路，CH2连接通道2的工作状态回路，CH3连接通道2的保险状态回路．USB4751的PA10端口输出低电平至反相器U1_1，反相后输出高电平至PCLD－885的1号端口，进而控制CH0继电器闭合，对应电路连通，28V供电经CH0继电器流经通道1的工作状态回路，此时监测目标1的通道1转换为工作状态．类似的，其他监测目标通过此过程实现状态的转换．
2．3状态监测模块
同样以监测目标1为例，分析状态监测模块电路设计及工作过程．状态监测模块设计电路如图5所示，USB4751输入端口经电阻Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4接地，+5V直流电压经状态开关及发光二极管接地，且发光二极管与电阻并联．其中HL1、HL2为通道1的保险及工作状态指示灯，HL3、HL4为通道2的保险及工作状态指示灯．当监测目标1的通道1转换为工作状态时，通路内的工作开关闭合，+5V电压经开关、流过发光二极管，此时发光二极管工作，状态指示灯亮起，实现状态显示．同时，USB4751输入端口由低电平转换高电平，4751进而将此信号传递给主机，实现状态监测［5－6］．电路中，设计下拉电阻Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4，确保在通路内状态开关断开时，4751输入端口为低电平，防止出现高电平干扰，导致测量结果不准确．
3结论
目前该设计方案已生产为成熟产品，且投入使用．设备实物如图6所示．本文所提出的状态转换监测仪设计方案，采用模块化设计思想，将设计方案依据功能划分为3个模块，各模块集成度较高，有效减少故障率．本文所设计的状态转换监测仪成功实现“一对多”的状态转换与监测，减小原有“一对一”监测时频繁更换设备导致的损耗，同时大大提高工作效率、降低工作成本．因此，本设计方案具备极高的实用价值，可为相关多目标监测设计提供参考．
参考文献］
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［6］周新山，杨彬彬，张毅．基于AＲM嵌入式设计的天然气压缩机状态监测仪［J］．物联网技术，2016(2):17－18．
作者：张瑗 李志鹏 李宏 刘娜 魏明 单位：西安航天动力测控技术研究所
多目标状态转换监测仪设计方案 来源：网络整理
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