[发明专利]一种数据采集器

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据采集装置，尤其涉及一种用于振动数据采集的数据采集器。

背景技术

风力发电机组的安全运行往往需要采集风力发电机组的运行数据信息，如风力发电机组的振动数据、机舱温度、传动轴转速等各种数据信息，该等数据一般都由特定的风力发电机组传感器进行采集并转换为符合风力发电机组控制系统或特定的分析系统需要的数据形式，风力发电机组对运行数据按照控制策略分析并给出诊断分析结果，进而对风力发电机组进一步进行调整和优化，使风力发电机组尽可能的运行在安全的范围。然而，风力发电机组控制系统或特定的分析系统往往因机型、控制方案、通讯方式等不同而对传感器采集的数据需要做相应的转换或者利用有针对性传感器进行数据的采集才可以满足风力发电机组控制系统或特定的分析系统需要数据形式。通常情况下，需要需要针对传感器输出的模拟电压信号转换成满足以太网需要的数据，这就要求数据采集器具有模拟信号向以太网数据要求的能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种满足以太网数据要求的数据采集器，该数据采集器具有将振动传感器采集的模拟的振动信号向满足以太网数据要求转化传输功能。

本发明一种数据采集器，主要用于振动数据的采集，且该数据采集器分别与工控机、下位机及传感器相互连接与通讯。所述数据采集器主要至少包括一微控制器、一振动信号接口阵列、一恒流源、一信号调理电路阵列、一以太网控制器、一RJ45接口及一RS485收发器，下位机通过通用异步收发器、RS485收发器与数据采集器的微控制器实现相互的电连接和通讯，传感器通过BNC阵列接口、信号调理电路阵列与数据采集器的微控制器实现相互的电连接和通讯，工控机通过一以太网控制器、一RJ45接口与数据采集器的微控制器实现相互的电连接和通讯。 

综上所述，本发明数据采集器可有效且精确地实现采集到模拟信号向满足以太网数据要求的数据形式的转化和传输，实现了传感器与上一级工控机的有效的数据传输，满足了风机振动数据的传输需要。

附图说明

图1为本发明一种数据采集器的一结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及效果，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1，本发明一种数据采集器主要用于振动数据的采集，该数据采集器分别与工控机、下位机及传感器相互连接与通讯。该数据采集器主要至少包括一微控制器、一振动信号接口阵列、一恒流源、一信号调理电路阵列、一以太网控制器、一RJ45接口、一RS485收发器。

所述数据采集器进一步包括一两高速光耦阵列、一外部中断接口及一输入捕获接口。

以太网控制器采用带宽为10M的以太网控制器。

振动信号接口阵列为一以并列方式设置的12路BNC接口阵列。

12路BNC接口阵列可同时传输传感器采集的12路振动数据信号。

信号调理电路阵列的单一信号调理电路均采用IPC加速度计信号调理电路。信号调理电路阵列与BNC接口阵列设置的接口数量相等，本具体实施例中，共有12路信号调理电路阵列，信号调理电路阵列与BNC接口阵列的具有一一对应的关系，即一个BNC接口对应一信号调理电路。

 恒流源为采用24V的恒流源，通过12路BNC接口阵列向连接在数据采集器上的12个传感器供给24V、3.5mA的电能。

 RJ45接口为一带隔离的RJ45接口，该设置可使工控机与数据采集器之间进行交换的数据得到有效的隔离，防止相互的干扰，保证工控机与数据采集器之间进行正常的通讯。

 信号调理电路可对传感器送入的模拟电压信号进行1/2分压处理，再利用电压跟随器（电压跟随器原理为业内所公知的现有技术，故图中未示）进行缓冲隔离，通过减法电路将0~2.5V转换为3.3~0.8V输出给微控制器采集，即信号调理电路可将振动信号转换输出为微控制器可接受的电压范围值。通过电压跟随器及减法电路处理转换后的电压值保持在较大的范围内，便于微控制器对数据精确的采集。

微控制器为采用基于ARM Cortex-M3内核的STM32系列处理器，且该微控制器内部进一步包括有12路模数转换器ADC、DMA控制器、SPI控制器、通用异步收发器（UART）及存储器SRAM（图中未示）。

 微控制器通过12路模数转换器ADC及DMA控制器将送入的电压信号进行模拟信号向数字信号的转换、快速传输振动数据至SPI控制器。