单通道模块可能是一个更经济的解决方案,也可能不是,但无论哪一种方式,模块化的演变已行将止步。那么接下来问题就似乎“下一步是什么?”了解到一 个模块化平台的一些高层次技术优势后,我们可以从中找到答案。模块化系统通过在单个底板或机架上采用可交换模块,已经减少了所需要的系统和测试部门设备库 中组件的数量。遗留问题之一便是仅有通道数和信号类型两个特性可以改变。独立的测量模块解决了改变通道数和信号类型的问题,但市场希望达到更高的灵活性。
图2. C系列硬件平台由超过40只模块组成
在数据采集系统的下一项变革中,不仅模块可以互换,而且最终部署模块的机箱也可以互换。测试过程因设备不同,包含多个步骤,其中包括验证、受控环境 下的测试、子系统组件测试、硬件仿真测试、原型系统测试、最终制造测试及其它步骤。通过创建由可互换的模块和可选的部署方式构成的数据采集系统,测试工程 师们可以进一步压缩其硬件需求,进而减少费用、存储空间、与制造商的合约以及对雇员的培训成本。
可复用性的最大化对于充分利用模块化I/O的功能非常重要。正如不同的测量类型对应不同的模块,模块化数据采集系统的下一个演进将为同一组的模块提 供不同的部署选项。部署方式将随行业不同而变化,但都将包括尺寸、可便携性、与PC的连接特性、以独立模式运行的能力、坚固程度、可靠性等类似选项。而 且,与模块一样,没有一个制造商可以覆盖每一种可能的用户方案,但一个模块化的、灵活的硬件族将能够覆盖一组类型广泛的前述部署。
为更好地阐述这一情况,请考虑一个假想场景:某公司在使用某厂商提供的灵活的硬件部署平台。
假设这家公司是一个关注于项目咨询的工程机构,它专长于机器状况监测(MCM)行业内的旋转设备的监测与维护。该公司采用IEPE加速计进行振动测 量,而加速计测量,鉴于其所需的高采样率、高精度和高带宽,属于高端的传感器测量。此外,IEPE传感器需要电流激励以驱动传感器。抗混叠滤波器对于去除 系统中高频噪声的所有痕迹是一个有益的选择,而且,由于采集速率和信号的特性,所以倾向使用同步采样ADC以确保信号的相位同步。利用一个模块化平台,该 信号调理与数据采集电路的所有部分都必须被安装入同一个模块。
MCM专家所实现的测量通常源于面向轴校准的近程传感器、面向轴旋转速率的转速计、马达的功率负载和面向支撑壳体的振动分析加速计。这些测量在不同 部署对象中进行。其中一项应用便是小型的、低通道数的便携式单元,咨询顾问可以在出差时携带它以进行系统上的点检。这些点检可以定期完成,或者是当操作者 听到噪声并报告问题时进行。便携式部署要求便携式显示装置、存储器、报告生成和方便的设置。更多复杂的部署涉及更高的通道数以支持全面的机器测试和混合传 感器类型,因为全面的机器检查将包括转速计、近程探头和加速计。由于涉及大量数据,该大规模的监测系统可能要求更大容量的存储器和更高的处理能力。该系统 应当是可移动的,但不必像点检系统那样可便携。由于临时安装位置通常处于工业环境,该设备也必须足够坚固。该公司所提供的最高层次的机器维护是永久安装的 监测系统。它们是安装于旋转设备上的在线系统,以连续监测系统的健康状况,而且当超过极限条件时,系统通知管理人员进行必要的维修,或者声音报警,或者在 危险状况下启动紧急关机程序。
该场景中的公司由工程师和服务技术人员组成,他们在机器状况监测方面具有丰富的行业经验,但是对于硬件设计的了解较为有限。该公司时常从现今的市场 上购买这几种设备:十年前最初设计的单盒解决方案(这对于全系统监测略微偏大), 较新的、借鉴便携式电脑的特性面向便携式系统的、基于PC的解决方案,以及更为昂贵的、面向永久安装系统的、高强度大型系统。鉴于这些可供选择的系统,该 公司必须购买、学习和维护大量不同的设备,或者尝试寻找一个能够提供所有这三种类型系统的专业制造商。但是,即使存在这样的制造商,仍可能存在质量或性能 方面的让步。另一个更可取的选择便是设计与构建其自己的系统。这样确保了需求规范得到严格满足并且所有功能可用。然而,该公司在硬件设计方面的技术能力远 弱于最终数据的收集、读取和分析。
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