[发明专利]便携式电牵引采煤机动态信号采集仪

说明书

技术领域

本发明属于采煤机传感信号采集领域，尤其涉及的是一种便携式电牵引采煤机动态信号采集仪。

背景技术

采煤机作为煤矿井下最重要的综采设备之一，在一定程度上决定了煤矿的产量，影响煤矿产业结构的调整，国家建设现代化矿井的规划对采煤机提出了大功率、自动化和管理信息化的要求。采煤机朝着大功率和自动化方向发展的同时，也使其自身的结构变的复杂化，故障模式多样化。因此，对采煤机的故障进行预判和诊断显得尤为重要。采煤机机身传感信号采集是故障预判和诊断的基础和前提，快速、高效、不失真的采集采煤机传感信号对迅速排除摇臂故障，对于降低摇臂故障率，保证采煤机的健康运行，促进综采工作面均衡生产等方面，均有着重要的实际工程意义。

现有的便携式电牵引采煤机动态信号采集设备多以8位、16位的单片机或PLC为控制核心，采样频率低，实时性差，并不能满足对采煤机上关键部位的轴承、齿轮等处进行振动信号采集的功能，成为阻碍采煤机故障诊断技术发展的一大障碍。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提出一种高速、高精度的便携式电牵引采煤机动态信号采集仪，能够实现实时、高效的采煤机实时动态信号采集的功能。

为了实现以上目的，本发明所述的便携式电牵引采煤机动态信号采集仪，其特征在于：包括微处理器模块、数据采集模块、数据存储模块、人机交互模块、以太网模块、实时时钟模块以及电源管理模块，它们集成在一块PCB电路板上，并在其上移植了嵌入式linux实时操作系统；数据采集模块、数据存储模块、人机交互模块、以太网模块、实时时钟模块以及电源管理模块均与微处理器模块连接，数据采集模块同时连接电牵引采煤机传感器，以太网模块连接煤矿井上监控中心；

所述的微处理模块采用ARM+DSP的双核处理器OMAP-L138为控制核心，ARM用于系统控制，DSP用于数据处理；

所述的数据采集模块采用ADS8556作为A/D转换器，ADS8556具有六个高速采集通道，模数转换精度为16位，它的DB[0:15]引脚依次和OMAP-L138的EMA_D[0:15]引脚相连，进行数据交互，CH_A0、CH_A1、CH_B0、CH_B1、CH_C0、CH_C1六个引脚为模拟量输入通道,它的为片选引脚，和OMAP-L138的AD_CS引脚相连；

所述的以太网模块以采用KSZ8001L为收发器，KSZ8001L的LED0/TEST、LED1/SPD100引脚分别和OMAP-L138的LEDL-、LEDR-引脚相连，实现以太网口LED等的控制，它的引脚和OMAP-L138的RESET引脚相连，实现复位的控制；

所述的数据存储模块采用K9F4G08UOA来完成数据存储，它的I/O[0～7]引脚依次与OMAP-L138的EMA_D[0～7]相连，实现数据的读写；它的引脚分别和OMAP-L138的EMA_OE、EMA_WE引脚相连，通过OAMP-L138输出高低电平来实现对K9F4G08UOA的读写控制；OMAP-L138通过EMA_A2引脚向其提供时钟信号；

所述的实时时钟模块采用CY22381，该器件具有三个PLL允许每个输出工作在一个独立的频率，这三个PLL是完全可编程的，它的X1和X2引脚和外部晶振相连，外部晶振为10MHZ，通过CLKA、CLKB、CLKC三个引脚和OMAP-L138相连，向其输出三个分别为31MHZ、50MHZ、100MHZ的频率；

所述的人机交互模块中采用了触摸屏来提高人机交互性能，采用TSC2046IPWR作为触摸屏控制器，它的DOUT、DCLK、DIN引脚分别和OMAP-L138的SPI串口的三个引脚相连，以进行数据的传输；它的X+、X-、Y+、Y-引脚依次与OMAP-L138的X2、X1、Y2、Y1引脚相连，获取接触点的坐标；

所述的电源管理模块采用TPS65053RGE芯片来进行电压的转换，TPS65053RGE是TI公司生产的5通道的电源管理芯片，它可将输入的+5V电压转换为+1.2V、+3.3V、+1.8V等的电压，提供给系统使用。

有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明所述的便携式电牵引采煤机动态信号采集仪的实时性好、采样频率高、通信方式多样、人机交互性好，能够满足对电牵引采煤机机身传感信号进行实时、高效、不失真的采集的功能。

附图说明

图1为本发明的系统结构原理图；

图2为本发明数据采集模块的电路图；

图3为本发明以太网模块的电路图；

图4为本发明数据存储模块的电路图；