《電子技術應用》
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基于PC/104的故障檢測系統(tǒng)設計
電子元器件應用
王明松,張海寧
西安工業(yè)大學
摘要: 本文介紹了一種基于PC/104模塊的某高炮故障檢測系統(tǒng)的設計方法,該系統(tǒng)通過定時檢測PC/104IO口的信號狀態(tài),利用故障樹的分析技術,分析了設備出現(xiàn)故障的原因,并指導檢測人員排除故障,從而提高排除故障的效
Abstract:
Key words :

摘要:本文介紹了一種基于PC/104模塊的某高炮故障檢測系統(tǒng)的設計方法,該系統(tǒng)通過定時檢測PC/104IO口的信號狀態(tài),利用故障樹的分析技術,分析了設備出現(xiàn)故障的原因,并指導檢測人員排除故障,從而提高排除故障的效率,節(jié)約了人力成本。本文著重介紹了該故障檢測系統(tǒng)的組成、工作原理及硬軟件設計。通過實際應用證明,PC/104穩(wěn)定可靠,運行良好。
關鍵詞:PC/104;故障檢測;故障樹

0 引言
    PC/104是一種嵌入式工業(yè)控制總線,類似與IsA總線,與通用的PC和PC/AT標準完全兼容。PC/104的優(yōu)點主要有:
    (1)尺寸小,PC/104的板卡標準尺寸為90mmX96mm,使得PC/104模塊板成為了嵌入式系統(tǒng)應用的理想產品。
    (2)模塊可自由擴展,PC/104模塊具有靈活的可擴展性??呻S系統(tǒng)的需求而升級CPU的性能。因此增加系統(tǒng)的功能和性能只需通過改變相應的模塊即可實現(xiàn)。
    (3)低功耗,4mA的總線驅動電流,即可使模塊正常工作。
    (4)堆棧式連接,這種結構取消了主板和插槽,可以將所有的PC/104模塊板利用板上的疊裝總線插座連接起來。有效減小整個系統(tǒng)所占的空間。
    (5)豐富的軟件資源,與PC系統(tǒng)兼容的操作系統(tǒng)、開發(fā)工具、應用軟件都可以運行在PC/104系統(tǒng)中。這使得用戶可以利用PC系統(tǒng)豐富的軟件資源,從而降低軟件購買、學習、培訓等方面的成本。
    基于上述優(yōu)點,該故障檢測系統(tǒng)采用了PC104模塊作為數(shù)據(jù)采集和預處理的前端平臺,并配以ADT620 AD采集卡和CDT2000 IO采集卡,來實現(xiàn)采集和控制的功能。

1 系統(tǒng)設計方案
    本系統(tǒng)硬件平臺采用PC104嵌入式計算機,開放式的總線結構可擴展我們所需的各種模塊,模擬量采集卡、數(shù)字量I/O采集卡滿足對故障檢測接口要求??傮w方案如圖1所示。

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    系統(tǒng)中的檢測適配器將待檢測設備的輸出信號(-24V一24V)轉換為在采集卡的測量范圍之內的信號(-10V一10V)。故障檢測系統(tǒng)可實時檢測采集到的I/O信號和A/D信號。
    本文的軟件平臺采用VC++6.0,vc++是Windows平臺上的C++編程環(huán)境。其作為一個主流的開發(fā)平臺一直深受編程愛好者的喜愛。VC++6.0提供了功能強大的MFC類庫(MierosoftFoundationClass),MFC是一個很大的C++類層次結構,其中封裝了大量的類及其函數(shù),可以有效提高編程效率。

2 系統(tǒng)硬件設計
    本系統(tǒng)硬件主要包括:高性能CPU SCM/LX3160、ADT620 A/D采集卡、CDT2000 I/O采集卡、S/D采集卡、IO英寸TFT液晶顯示器。其硬件構成如圖2所示。

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2.1 CPU主板采用盛博協(xié)同SCM/LX-3160
    SCM/LX-3160是盛博協(xié)同的一款高性能的“ALL IN ONE”PC/104 CPU模塊。SCM/LX-3160采用AMDGeode LX800 CPU,工作頻率高達500MHz,具有128KB一級高速緩存和128KB二級高速緩存。SCM/LX-3160與PC/AT標準完全兼容,并遵從PC/104標準。在IBM-PC上運行的眾多軟件全部能在以SCM/LX-3160為基礎的系統(tǒng)中運行。該模塊集成了PS/2鍵盤、PS/2鼠標、CRT、IDE、USB 2.0、4串一并、2個10/100  BaseT以太網等接口,在極小空間里實現(xiàn)PC機幾乎所有的功能。其平板顯示接口、CF卡接口、串口多種形式選擇、看門狗功能等接口讓設計人員更方便的實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)應用。
2.2 模擬量采集卡采用SEM/ADT-620模塊
    盛博協(xié)同的SEM/ADT-620與shengboSCM/LX-3160模塊系統(tǒng)構成一個高性能的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng),結構緊湊,模塊的特點有:
    (1)八/十六個單端模擬輸入通道
    (2)12位,20微秒或10微秒A/D變換器
    (3)±5V,±10V或0到+10V模擬輸入量程
    (4)可用電阻配置增益
    (5)24通道基于TTL/CMOS 71055芯片的可編程數(shù)字量I/O
    (6)三個獨立的16位,10MHz定時器/計數(shù)器
    其12位的A/D、20微秒轉換速度、±10V的量程滿足我們的要求。
2.3 數(shù)字量I/O采集卡采用CDT2000模塊
    盛博協(xié)同的CDT2000數(shù)字量I/O模塊與shengboSCM/LX-3160模塊系統(tǒng)構成一個高性能的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng),結構緊湊,模塊的特點
有:
    (1)48通道基于TTL/CMOS 71055的可編程數(shù)字量I/O,可以滿足設計需求。
    (2)四個中斷源經組合可產生一個或兩個或三個或四個PC總線中斷。
    (3)在板提供RS-422與RS-232CC串行通訊接口轉換電路。
    (4)僅需+5VDC電源供電。
2.4 S/D采集卡
    用于對旋轉變壓器、自整角機輸出信號轉換為數(shù)字量。
2.5 顯示器
    采用夏普的10英寸TFT液晶顯示器,型號為:LQ104S1DG21。

3 軟件設計方案
    采用WINDOWS 2000操作系統(tǒng),利用VC++6.0集成開發(fā)環(huán)境,采用MFC中的對話框框架,運用多模塊設計來完成對故障的實時檢測功能。其軟件模塊組成見圖3。

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    受信儀模塊:檢測并顯示隨動系統(tǒng)方位角和高低角,判斷有無故障并定位。
    正弦機模塊:產生適應于隨動系統(tǒng)的定位、調轉、12小時連續(xù)工作等動作規(guī)范,判斷有無故障并定位,可對隨動系統(tǒng)進行測評。
    高低機模塊:檢測并顯示高低機的信號,判斷有無故障并定位。
    方位機模塊:檢測并顯示方位機的信號,判斷有無故障并定位。
    其軟件檢測結果顯示如圖4所示。

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4 結束語
    故障檢測是一門與實踐結合非常緊密的學科。本文結合實際的工程實踐,根據(jù)客戶的實際應用要求,基于PC/104模塊設計和完成了該故障檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有尺寸小、穩(wěn)定性高、實時性高、錯誤報告準確性高、功能強大等優(yōu)點,完全可以滿足客戶的要求。

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