一种礼炮鸣放控制电路的状态监测装置及方法与流程

1.本发明属于电路监测技术领域，涉及一种礼炮鸣放控制电路的状态监测装置及方法。


背景技术：

2.现有技术中对礼炮鸣放控制电路的监测方法是使用价格昂贵的通用采集卡来采集礼炮鸣放系统的输出信号，通过采集卡上的模数转换器对礼炮鸣放的点火信号进行采集并转换为数字量信号，再通过显示软件将采集信号显示出来。这种监测方法只能监测鸣放点火信号，并且是实时监测，如果电路出现问题，不能提前预警，对礼炮鸣放控制电路的工作状态和健康情况无法监测。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.本发明目的在于提供一种礼炮鸣放控制电路的状态监测装置及方法,以解决无法对礼炮鸣放控制电路故障进行提前预警的技术问题。
5.(二)技术方案
6.为解决上述技术问题，本发明的礼炮鸣放控制电路的状态监测装置及方法的具体技术方案如下：
7.一种礼炮鸣放控制电路状态监测装置，包括：
8.信号调理模块、信号采集模块、主控制器模块和故障显示预警模块；
9.所述信号调理模块用于对礼炮实际鸣放产生的模拟电压信号进行线性光耦隔离和比例缩放处理，对礼炮实际鸣放产生的数字量信号进行数字光耦隔离和电平转换处理，之后将处理后模拟电压信号和数字量信号输出至信号采集模块；
10.所述信号采集模块用于将输入的模拟电压信号转换为数字量信号；
11.将模拟电压信号转换后的数字量信号和信号采集模块输入的数字量信号记为数字信号；
12.所述信号采集模块将数字信号输出至主控制器模块；
13.所述主控制器模块用于识别输入的数字信号，将数字信号与礼炮鸣放控制电路预先设置的鸣放点火信号对比，判断出礼炮鸣放控制电路的故障模式和故障位置，将故障判断结果输出至故障显示预警模块；
14.所述故障显示预警模块用于将故障判断结果进行显示，并给出预警信息。
15.其中，还包括通讯模块，所述主控制器模块通过通讯模块将故障判断结果输出至故障显示预警模块。
16.进一步，所述通讯模块为具有隔离功能的can收发器。
17.其中，还包括供电电源模块，所述供电电源模块用于将外部12v电源进行降压转换，将转换后的电源分别输出至信号调理模块、信号采集模块和主控制器模块。
18.进一步，所述信号调理模块的输入电源为5v，所述信号采集模块的输入电源为3.3v，所述主控制器模块的输入电源为3.3v，所述通讯模块的输入电源为3.3v。
19.一种礼炮鸣放控制电路状态监测方法，该方法包括如下步骤：
20.s1：在礼炮鸣放控制电路上设置状态监测点，对礼炮实际鸣放时产生的模拟电压信号和数字量信号进行采集；
21.s2：对s1采集的模拟电压信号进行线性光耦隔离和比例缩放后将其转换为数字量信号，对s1采集的数字量信号进行数字光耦隔离和电平转换；
22.s3：将模拟电压信号转换后的数字量信号与采集到的数字量信号与礼炮鸣放控制电路预先设置的鸣放点火信号对比，判断礼炮鸣放控制电路的故障模式和故障位置；
23.s4：将礼炮鸣放控制电路的故障模式和故障位置通过人机交互界面进行显示，并给出故障预警信息。
24.(三)有益效果
25.本发明的礼炮鸣放控制电路的状态监测装置及方法具有以下优点：能够对礼炮鸣放控制电路的各部分功能及环节进行全面的监测并能做出故障诊断，实现提前故障预警。
附图说明
26.图1为本发明的礼炮鸣放控制电路的状态监测装置示意图；
27.图2为数字量信号调理电路图；
28.图3为模拟电压信号调理电路图；
29.图4为通讯电路图；
30.图5为供电电路图。
具体实施方式
31.为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实施例一种礼炮鸣放控制电路的状态监测装置做进一步详细的描述。
32.本实施例状态监测装置的设计思路为：礼炮鸣放控制电路工作时，按照预先设定的参数时间对多门礼炮发送鸣放点火信号进行激发控制，在礼炮的每一个点火电路通道上需要检测故障的位置设置状态监测点，在礼炮实际鸣放时对状态监测点进行信号采集并进行故障诊断。
33.本实施例的礼炮鸣放控制电路的状态监测装置安装在礼炮鸣放控制箱中，如图1所示，该状态监测装置包括信号调理模块、信号采集模块、主控制器模块和故障显示预警模块。
34.根据监测的要求，状态监测点所产生的信号类型分为数字量信号与模拟电压信号。为保证状态监测装置的可靠性并且不影响礼炮鸣放控制电路的正常工作，信号调理模块用于对礼炮实际鸣放时状态监测点所产生的模拟电压信号进行线性光耦隔离处理，之后再通过运算放大器对其进行比例缩放；对礼炮实际鸣放时状态监测点所产生的数字量信号进行数字光耦隔离和电平转换处理，并将处理后模拟电压信号和数字量信号输出至信号采集模块。
35.信号调理模块通过图3所示模拟电压信号调理电路图实现对模拟电压信号的线性
光耦隔离和比例缩放处理；通过图2所示数字量信号调理电路图实现对数字量信号的数字光耦隔离和电平转换处理。
36.所述信号采集模块设置用于将输入的模拟电压信号通过模数转换器转换为数字量信号，模数转换器选用mcu控制器内部的模数转换器，转换速率最高至3msps，采样方式为单端模式。
37.将模拟电压信号转换后的数字量信号和信号采集模块输入的数字量信号记为数字信号，信号采集模块将上述数字信号输出至主控制器模块。
38.主控制器模块固化在mcu控制器中，主控制器模块能够识别输入的数字信号，将其与礼炮鸣放控制电路预先设置的鸣放点火信号对比，判断出礼炮鸣放控制电路故障模式和故障位置，并将故障判断结果输出至故障显示预警模块；
39.所述故障显示预警模块设置在pc端，通过人机交互界面，将故障判断结果进行实时显示，并给出预警信息，当出现故障时，进行故障预警提示并将故障记录保存。
40.本发明的礼炮鸣放控制电路的状态监测装置还包括通讯模块，所述主控制器模块通过通讯模块将故障判断结果输出至故障显示预警模块，该功能进一步通过图4所示通讯电路实现。通讯模块为了保证礼炮鸣放控制电路的状态监测装置与礼炮鸣放控制电路之间互不影响，所述通讯模块为具有隔离功能的can收发器，保证礼炮鸣放控制电路的状态监测装置与被测系统的物理隔离，提高了状态监测装置的使用安全性。
41.本发明的礼炮鸣放控制电路的状态监测装置采集的信号为点火时产生的信号，在点火激发时，供电系统会产生波动，为保证信号采集稳定不受干扰，本发明采用独立的供电电源模块进行供电，供电电源模块外接12v电源，采用dc/dc对外部电源进行隔离后进行降压转换，将转换后的电源分别输出至信号调理模块、信号采集模块和主控制器模块。本实施方式进一步通过如图5所示供电电路实现供电电源模块的功能。
42.信号调理模块的输入电源为5v，所述信号采集模块的输入电源为3.3v，所述主控制器模块的输入电源为3.3v，所述通讯模块的输入电源为3.3v。
43.本实施方式对礼炮鸣放控制电路的监测方法包括四个步骤：
44.首先在礼炮鸣放控制电路上设置状态监测点，对礼炮实际鸣放时产生的模拟电压信号和数字量信号进行采集；之后对采集到的模拟电压信号进行线性光耦隔离和比例缩放后将其转换为数字量信号，对采集到的数字量信号进行数字光耦隔离和电平转换；再将模拟电压信号转换后的数字量信号与采集到的数字量信号与礼炮鸣放控制电路预先设置的鸣放点火信号对比，判断礼炮鸣放控制电路的故障模式和故障位置；最后将礼炮鸣放控制电路的故障模式和故障位置通过人机交互界面进行显示，并给出故障预警信息。
45.本发明实施方式的技术方案能够在礼炮鸣放控制电路使用前，对电路出现的故障进行预警，对礼炮鸣放控制电路工作时出现的故障做出诊断和记录,解决礼炮鸣放控制电路的状态健康维护和稳定工作问题。
46.虽然结合了附图描述了本发明的实施方式，但是对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种礼炮鸣放控制电路状态监测装置，其特征在于，包括：信号调理模块、信号采集模块、主控制器模块和故障显示预警模块；所述信号调理模块用于对礼炮实际鸣放产生的模拟电压信号进行线性光耦隔离和比例缩放处理，对礼炮实际鸣放产生的数字量信号进行数字光耦隔离和电平转换处理，之后将处理后模拟电压信号和数字量信号输出至信号采集模块；所述信号采集模块用于将输入的模拟电压信号转换为数字量信号；将模拟电压信号转换后的数字量信号和信号采集模块接收的数字量信号记为数字信号；所述信号采集模块将数字信号输出至主控制器模块；所述主控制器模块识别所接收的数字信号，并将数字信号与礼炮鸣放控制电路预先设置的鸣放点火信号对比，判断出礼炮鸣放控制电路的故障模式和故障位置，将故障判断结果输出至故障显示预警模块；所述故障显示预警模块用于将故障判断结果进行显示，并给出预警信息。2.根据权利要求1所述的礼炮鸣放控制电路状态监测装置，其特征在于，还包括通讯模块，所述主控制器模块通过通讯模块将故障判断结果输出至故障显示预警模块。3.根据权利要求2所述的礼炮鸣放控制电路状态监测装置，其特征在于，所述通讯模块为具有隔离功能的can收发器。4.根据权利要求3所述的礼炮鸣放控制电路状态监测装置，其特征在于，还包括供电电源模块，所述供电电源模块用于将外部12v电源进行降压转换，将转换后的电源分别输出至信号调理模块、信号采集模块、主控制器模块和通讯模块。5.根据权利要求4所述的礼炮鸣放控制电路状态监测装置，其特征在于，所述信号调理模块的输入电源为5v，所述信号采集模块的输入电源为3.3v，所述主控制器模块的输入电源为3.3v，所述通讯模块的输入电源为3.3v。6.一种礼炮鸣放控制电路状态监测方法，该方法包括如下步骤：s1：在礼炮鸣放控制电路上设置状态监测点，对礼炮实际鸣放时产生的模拟电压信号和数字量信号进行采集；s2：对s1采集的模拟电压信号进行线性光耦隔离和比例缩放后将其转换为数字量信号，对s1采集的数字量信号进行数字光耦隔离和电平转换；s3：将模拟电压信号转换后的数字量信号与采集到的数字量信号与礼炮鸣放控制电路预先设置的鸣放点火信号对比，判断礼炮鸣放控制电路的故障模式和故障位置；s4：将礼炮鸣放控制电路的故障模式和故障位置通过人机交互界面进行显示，并给出故障预警信息。

技术总结
本发明属于电路监测技术领域，公开了一种礼炮鸣放控制电路状态监测装置及方法，状态监测装置包括信号调理模块、信号采集模块、主控制器模块和故障显示预警模块。状态监测方法包括如下步骤：在礼炮鸣放控制电路上设置状态监测点，对礼炮实际鸣放时产生的模拟电压信号和数字量信号进行采集，然后对采集到的信号进行转换，再将转换后的信号与礼炮鸣放控制电路预先设置的鸣放点火信号对比，判断礼炮鸣放控制电路的故障模式和故障位置并对其进行显示。本发明能够实现对礼炮鸣放控制电路故障进行诊断并提前预警。断并提前预警。断并提前预警。


技术研发人员：屈彦东 张宪民 翟宇丽 段明 张晓伟 严卫华 高宇 邵帅超 张生鹏 聂鑫 钟奥博 何磊
受保护的技术使用者：山西科莱特科技有限公司
技术研发日：2021.11.12
技术公布日：2022/3/8