[發明專利]具有內置振動傳感器的網絡一體化數據采集裝置

有效

• 申請號: 201610118078.2
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN105651339B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 丁振杰
• 申請（專利權）人: 上海倍鼎測控技術有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G05B19/418
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 袁亞軍;金碎平

本發明公開了一種具有內置振動傳感器的網絡一體化數據采集裝置，包括以太網電路單元、數據采集處理芯片和內置振動傳感器，所述以太網電路單元包括以太網通訊電路單元和以太網供電電路單元，所述數據采集處理芯片的一個輸入端通過模擬信號調理電路單元和內置振動傳感器相連，所述數據采集處理芯片的輸出端和以太網通訊電路單元相連；所述模擬信號調理電路單元包括模數轉換芯片，所述模數轉換芯片的輸入端通過振動加速度信號、振動速度信號、振動位移信號采集處理電路和內置振動傳感器相連，所述模數轉換芯片的輸出端通過SPI通訊鏈路和數據采集處理芯片相連。本發明實現數據采集的集成化、小型化和網絡化，大大簡化產品結構，降低產品成本。

技術領域

本發明涉及一種數據采集裝置，尤其涉及一種具有內置振動傳感器的網絡一體化數據采集裝置。

背景技術

目前市場上的振動和溫度監測系統均是多個產品部件組合的架構，即振動、溫度傳感器和數據采集裝置是三個或兩個單獨的產品，通過信號線纜連接組合后使用，基本可以歸納為分布式和集中式兩種拓撲架構，其中分布式拓撲架構如圖1所示，集中式拓撲架構如圖2所示。這兩種拓撲架構之前長期存在，是順應專業技術專業領域發展規律，在不同的工業自動化技術發展時期出現的，各自都有一定的適用性，能夠滿足一部分現場應用的要求。但是，隨著工業生產管理需求在日新月異的變化和越來越激烈的市場競爭影響，半導體技術和自動化技術發展到越來越趨向于適應大數據監控分析需求時，這種傳統的系統架構形態越來越制約了工業領域應用的自我拓展，使得振動、溫度監測裝置的投入不能達到良好的投入產出比，無法支撐多種應用場合的振動、溫度監測系統的標準化復制應用，這兩種系統拓撲架構的缺點也是越來越明顯，集中表現為如下幾點：

1、長距離的模擬信號鏈路不能長期可靠的運行于各種干擾越來越密集的工業現場，信號線纜本身的可靠性以及外界破壞的因素以及現場部署越來越多的各種系統產生的電磁波干擾因素，使得無論是在首次實施部署還是后續維護中為了保證信號質量為目標的工作日益加重，不但增加了用戶的經濟負擔，而且增加了用戶的工作量，從這個角度來看，不能持續可靠獲得有效數據的終端是無法支持大數據分析長期應用的。

2、數據采集裝置和傳感器性能失配，無法很好的在系統層面上配合起來去滿足設備監測的要求。這是由于兩者在各自領域發展，面對不同的應用需求，形成了技術不平衡的狀態。例如：對于信號響應的指標，對于監測精度的指標，特別是在干擾較大的工業現場，經常出現失配，不僅僅是數字上的差別，甚至于在物理概念的定義上都會有差別，使得整個系統起不到監測設備的效果。

3、數據采集裝置的數據吞吐能力，即便在集中式架構的系統中采用了以太網和數據服務器連接，也無法實質性的改善源頭數據的連續推送能力，使得大數據系統所能得到的數據支撐有效性越來越低下。

4、數據采集裝置的通道利用率不高，致使用戶投資會超出需求。傳統的數據采集裝置往往會設計為一個固定的傳感器接入數量，通常是4或8或16。在實際現場部署時，往往會由于需要監測的點數超過數據采集裝置的可接入傳感器數少許，而必須通過增加數據采集裝置的數量來解決，即便增加一個監測點也需要增加一臺數據采集裝置。同樣的情況在新上系統和原系統擴容時均會發生，用戶就需要增加額外投資或者重復投資，這種情況使得系統供應商和用戶在設備管理要求越來越高和產品競爭日益激烈的市場環境下無法雙贏。

為了使得設備監控裝置真正的和大數據分析軟件系統進行銜接，成為可靠的連續監測數據源，從而有效展示大數據分析的作用，讓自動化設備的監測數據為生產服務。因此，有必要對現有數據采集裝置進行集成化、小型化和網絡化改進，不但克服了傳統系統中模擬信號鏈路長抗干擾能力弱和數據收集傳輸的吞吐能力低的不足之處，而且降低了傳統系統中多個產品部件帶來的部署和維護的復雜性，既降低了產品化的成本，又便于用戶快速實現應用部署以及后續的系統維護。

發明內容