CN111076759A - 一种基于fpga的便携式编码器检测装置及方法 - Google Patents

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许玉谋
李唐
史晓永
王立慧
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Abstract

本发明公开了一种基于FPGA的便携式编码器检测装置，包括机箱，以及设置在机箱内部的FPGA数据采集板、显示屏、电源开关、开关电源，所述数据采集板分别与编码器、显示屏连接，所述开关电源通过电源开关连接数据采集板；利用FPGA数据采集板采集编码器角度值、脉冲数，计算对应的转速；利用显示屏展示编码器角度值、脉冲数，以及转速曲线，并与正常运行的转速比对，如果转速曲线平滑无跳变，则说明编码器正常，滑环和变桨风机系统正常工作，否则说明编码器异常。本发明具有携带方便、操作简单、显示直观、成本低的特点。

Description

一种基于FPGA的便携式编码器检测装置及方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术，特别涉及一种基于FPGA的便携式编码器检测装置及方法。
背景技术
滑环的编码器是否正常直接影响变桨系统的正常工作，所以编码器的质量是滑环质量的一项重要指标，一般要求滑环的测的速度稳定，真实反映变桨系统的运行速度和位置。同时风机上的复杂环境也会对编码器造成一定的影响，所以需要研究这些对编码器的影响，对于批量生产的滑环进行有效的编码器检测也是要考虑的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于FPGA的便携式编码器检测装置及方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于FPGA的便携式编码器检测装置，包括机箱，以及设置在机箱内部的FPGA数据采集板、显示屏、电源开关、开关电源，所述数据采集板分别与编码器、显示屏连接，所述开关电源通过电源开关连接数据采集板。
一种基于FPGA的便携式编码器检测装置的编码器检测方法，包括如下步骤：
步骤1，将编码器插头接到检测装置的输入端，打开电源开关，通过显示屏输入编码器的位数和单圈脉冲数；
步骤2，利用FPGA数据采集板采集编码器角度值、脉冲数，计算对应的转速；
步骤3，利用显示屏展示编码器角度值、脉冲数，以及转速曲线，并与正常运行的转速比对，如果转速曲线平滑无跳变，则说明编码器正常，滑环和变桨风机系统正常工作，否则说明编码器异常。
与现有技术相比，本发明的显著优点在于：1）提供人性化的人机交互界面，操作方便，以曲线的方式直观显示编码器的角度信息和速度值，提高了产品的检测效率；2）所有器件均布置于机箱内，通过基于FPGA的采集控制板实现编码器位置、脉冲数和速度的检测，集成度高；3）携带方便的特点，可以在风机现场使用，对查找编码器故障有很大的帮助。
附图说明
图1为本发明基于FPGA的便携式编码器检测装置的结构示意图。
图2为本发明的编码器采集控制原理图。
图3为编码器速度曲线示例图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步说明本发明方案。
如图1所示，一种基于FPGA的便携式编码器检测装置，包括机箱1，以及设置在机箱1内部的FPGA数据采集板2、显示屏3、电源开关4、开关电源5，所述数据采集板2分别与编码器、显示屏3连接，所述开关电源5通过电源开关4连接数据采集板2。
作为一种优选实施方式，所述机箱1上设置把手，进一步提高装置的便携性。
作为一种优选实施方式，所述FPGA数据采集板2为Altera厂家的Cyclone系列。所述FPGA数据采集板2包括一路脉冲检测口和两路串口，其中脉冲检测口用于检测编码器的增量输出，即转速；一路串口用于接收编码器的角度数据，另一路用于将解析的编码器角度值、脉冲数和转速传输给显示屏3。
作为一种优选实施方式，所述显示屏3选用的是威纶通的7寸串口屏，提高了控制的便利性和展示的直观性，通过显示屏3设置编码器的位数和单圈脉冲数，展示编码器角度值、脉冲数，以及转速曲线。
作为一种优选实施方式，所述开关电源5包括220V交流电源模块、第一转换模块和第二转换模块，其中第一转换模块将220V转5V 4A的电源信号给FPGA数据采集板2，第二转换模块将220V转22V 3A的电源信号给编码器供电。
一种基于FPGA的便携式编码器检测装置的编码器检测方法，包括如下步骤：
步骤1，将编码器插头接到检测装置的输入端，打开电源开关4，通过显示屏3输入编码器的位数和单圈脉冲数；
步骤2，利用FPGA数据采集板2采集编码器角度值、脉冲数，计算对应的转速；
步骤3，利用显示屏3展示编码器角度值、脉冲数，以及转速曲线，一般当开机时曲线显示为0rpm；开启转台或者风机，编码器工作，转速曲线变化，将转速并与设定的正常运行的转速比对，如果转速曲线平滑无跳变，则说明编码器正常，滑环和变桨风机系统正常工作，否则说明编码器异常。
进一步的，显示屏3的宏指令执行周期为100ms，即编码器数据每100ms刷新一次。
以上所述的仅是本发明的优选、实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于FPGA的便携式编码器检测装置，其特征在于，包括机箱（1），以及设置在机箱（1）内部的FPGA数据采集板（2）、显示屏（3）、电源开关（4）、开关电源（5），所述数据采集板（2）分别与编码器、显示屏（3）连接，所述开关电源（5）通过电源开关（4）连接数据采集板（2）。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的便携式编码器检测装置，其特征在于，所述机箱（1）上设置把手。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA的便携式编码器检测装置，其特征在于，所述FPGA数据采集板（2）为Altera厂家的Cyclone系列。
4.根据权利要求1或3所述的基于FPGA的便携式编码器检测装置，其特征在于，所述FPGA数据采集板（2）包括一路脉冲检测口和两路串口，其中脉冲检测口用于检测编码器的增量输出，即转速；一路串口用于接收编码器的角度数据，另一路用于将解析的编码器角度值、脉冲数和转速传输给显示屏（3）。
5.根据权利要求1所述的基于FPGA的便携式编码器检测装置，其特征在于，所述显示屏（3）选用的是威纶通的7寸串口屏。
6.根据权利要求1所述的基于FPGA的便携式编码器检测装置，其特征在于，所述开关电源（5）包括220V交流电源模块、第一转换模块和第二转换模块，其中第一转换模块将220V转5V 4A的电源信号给FPGA数据采集板（2），第二转换模块将220V转22V 3A的电源信号给编码器供电。
7.一种基于FPGA的便携式编码器检测装置的编码器检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将编码器插头接到检测装置的输入端，打开电源开关（4），通过显示屏（3）输入编码器的位数和单圈脉冲数；
步骤2，利用FPGA数据采集板（2）采集编码器角度值、脉冲数，计算对应的转速；
步骤3，利用显示屏（3）展示编码器角度值、脉冲数，以及转速曲线，并与正常运行的转速比对，如果转速曲线平滑无跳变，则说明编码器正常，滑环和变桨风机系统正常工作，否则说明编码器异常。
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