[发明专利]多编码器故障诊断遥测系统及其监测方法

权利要求书

1.多编码器故障诊断遥测系统，其特征是，

多个编码器单元(1)分别与多个编码器光电信号处理系统(2)连接，将莫尔条纹光电信号进行解析处理，输出角度测量信息；

编码器光电信号处理系统(2)将接收的莫尔条纹光电信号采样数据和输出的角度测量信息通过中继站(3)传输给总控计算机(4)；编码器光电信号处理系统(2)中具有温度传感器，其将采集的温度信息传输给总控计算机(4)；

总控计算机(4)接收中继站(3)传来的莫尔条纹光电信号采样数据、输出的角度测量信息和工作温度信息，直接控制调整其各个工作编码器单元(1)的光电信号参数信息以及对测量状况进行监测；

电源模块(5)与多编码器光电信号处理系统(2)、中继站(3)和总控计算机(4)连接，为其分别供电。

2.根据权利要求1所述的多编码器故障诊断遥测系统，其特征是，中继站(3)依次由RS485串行卡(3-1)、多个协调器(3-2)、路由器(3-3)、微处理器(3-4)和中继计算机(3-5)连接组成，微处理器(3-4)和中继计算机(3-5)之间通过总线传输方式进行通信；中继站(3)与编码器光电信号处理系统(2)之间通过无线协议指令进行无线通信；路由器(3-3)通过协调器(3-2)控制选择编码器单元(1)。

3.根据权利要求1所述的多编码器故障诊断遥测系统，其特征是，所述编码器光电信号处理系统(2)的温度传感器为电阻传感器Pt100和半导体传感器芯片AD7420。

4.根据权利要求1所述的多编码器故障诊断遥测系统，其特征是，所述编码器光电信号处理系统(2)的控制器为数字信号处理器TMS320F28335。

5.根据权利要求2所述的多编码器故障诊断遥测系统，其特征是，所述微处理器(3-3)为数字信号处理器STM32F103RBUT6。

6.根据权利要求2所述的多编码器故障诊断遥测系统，其特征是，所述协调器(3-2)中具有CC2530模块。

7.根据权利要求2所述的多编码器故障诊断遥测系统，其特征是，所述微处理器(3-4)和中继计算机(3-5)间连接的接口芯片为串口转换芯片为MAX485，并配置RS485串行卡，最高传输速率250kbps。

8.根据权利要求2所述的多编码器故障诊断遥测系统，其特征是，所述中继计算机(3-5)和总控计算机(4)间连接的通讯协议为TCP/IP协议，采用有线以太网口(Ethernet)。

9.多编码器故障诊断遥测系统的监测方法，包括以下步骤：

步骤一、将编码器光电信号处理系统(2)集成温度传感器，具体过程为；

以编码器光电信号处理系统(2)的轴系为中心，分割四个象限，则将温度传感器分布在编码器光电信号处理系统2的各个象限位置，每一个象限分别由Pt电阻温度传感器和半导体AD7420温度传感器进行工作温度的测量；

步骤二、建立通信组网拓扑结构，具体过程为：

将CC2530模块设置在编码器光电信号处理系统(2)的角度数据输出端，该模块具备无线通信功能，可满足编码器光电信号处理系统(2)与协调器(3-2)的无线通信；

将中继站(3)中多个协调器(3-2)与路由器(3-3)连接，微处理器(3-4)分别与协调器(3-2)和路由器(3-3)连接，中继计算机(3-5)与微处理器(3-4)连接；

微处理器设置协调器(3-2)与路由器(3-3)负责组网，总控计算机(4)发来的数据经协调器(3-2)发向各个编码器单元(1)，反之，各个编码器单元(1)工作状态由编码器光电信号处理系统(2)经路由器(3-3)发回总控计算机(4)，即：将下行数据与上行数据分开形成两个独立信道；

中继站(3)配置多通道RS485串行卡(3-1)，每个通道与对应协调器(3-2)和路由器(3-3)形成串行通信总线信道，每个通道对应的编码器单元(1)、路由器(3-3)、协调器(3-2)采用不同信道频率与组网IP值；

步骤三、设置中继站(3)与总控计算机(4)间TCP/IP有线网络数据传输；

步骤四、多编码器故障诊断遥测系统监测过程：

当正常监测工作时，编码器光电信号处理系统(2)实时采集莫尔条纹光电信号数据、计算解析编码器角度信息和工作温度信息，并将数据经中继站(3)发送至主控计算机(4)；

主控计算机(4)利用基于高分辨力数字电位计的莫尔条纹光电信号直流电平漂移、等幅性偏差的自动补偿方法、基于Hilbert变换的莫尔条纹光电信号正交性偏差自动补偿算法、基于粒子群优化算法的莫尔条纹光电信号正弦性偏差自动补偿算法实时计算莫尔条纹光电信号实际指标值，与理论值进行比较；若在误差容限内，主控计算机(4)继续正常监测；若不在误差容限内，主控计算机发出预警，并跳入故障诊断模式；

当故障诊断工作时，主控计算机(4)计算莫尔条纹光电信号各项指标偏差量；主控计算机(4)通过中继站(3)将计算的偏差量发送至选择的编码器光电信号处理系统(2)进行修正；同时，主控计算机(4)根据偏差量的具体指标性质分析故障类型；

编码器光电信号处理系统(2)实时采集莫尔条纹光电信号数据、计算解析编码器角度信息并将修正后的数据经中继站(3)发送至主控计算机(4)；

主控计算机继续实时计算信号实际指标值，与理论值进行比较，重复采集监测至在误差容限内，主控计算机(4)恢复正常监测。