液压系统远程在线状态监测

　　在机械设备中，液压传动是主要传动方式之一。液压系统以其快速响应、大功率、高性能及易于远程操作与控制等特点，被作为一种主要动力装置广泛应用于各种机械设备中。然而，液压系统往往运行于恶劣环境或不宜靠近的工作场合，其在线状态监测和故障诊断很难实施。目前，液压系统状态监测的主要参数有温度、油压、流量、振动、功率等。本文通过由单片机和采样电路组成的数采系统对温度、油压和流量3种信号进行采集，然后利用无线数传模块将采集到的数据向远程发送，最后通过设计上位机软件将远程接收到的数据进行处理并实时显示，从而实现液压系统的远程在线状态监测。

　　1 系统结构及工作原理

　　本系统由数据采集模块、远程数据无线收发模块和数据运算及终端显示几大模块组成。其中，数据采集模块负责对液压系统的状态信号进行感知、调理，经采集后将模拟量转换成数字量，并向无线数传模块发送，远程数传模块负责将本地收集到的数据信息传递到远程设备。远程设备控制接收来的数据并对其进行运算，计算出相应的状态监测量，如液压系统功率，并在终端机上信息显示。系统结构如图1所示。

　　图1 系统结构图

　　2 系统硬件设计

　　本系统的上述四大模块构成了系统运行的硬件基础。数据采集模块由传感器、信号调理电路，多路转换和信号保持电路、模数转换电路构成。随着芯片集成度的逐步提高，许多模数转换芯片都集成有多路转换和信号保持电路，如TLC1543是一种集成多路转换的11通道10位SPI模数转换器件。其片内有14通道多路器，可选择11个输入中的任何1个或3个内部自测试电压中的1个，采样保持自动进行。单片机是模数转换的核心，负责接收从A／D采样器TLC1543采样到的信号，并将其向无线数传模块发送。本系统采用具有在系统可编程(ISP)功能的某公司5l系列芯片AT89S52。该单片机在用户板上即可下载和烧录用户程序，而无需将单片机从生产好的产品上取下。未定型的程序还可以边生产边完善，加快了产品的开发速

　　度，减少了新产品因软件缺陷带来的风险。数据采集模块的结构框图如图2所示。

　　图2 数据采集模块结构框图

　　远程数据无线收发模块主要负责和数据采集模块、远程终端的通信以及数据远程传递等。其结构框图如图3所示。远程数据无线收发模块由小功率高速无线数传模块充当。其具有良好的外部接口和丰富的数据传输率供用户选择。鉴于串口通信的易实现和简便结构，本系统无线数传模块与数据采集系统和远程终端的通信均采用串口通信方式。本系统中，远程终端除了与远程无线接收端之间进行数据传送、终端显示外，还负责对采集到的数据进行运算处理。