一种基于Profibus-DP现场总线的同步电机状态检测仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ现场总线的同步电机状态检测仪，它具有Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ现场总线从站通信功能，可以实现同步电机１０路的温度检测和４路的开关量输入功能。该设备电路板上包括三线制温度检测电路、开关量输入单元电路、Ｐ８９Ｃ５８电路、ＶＰＣ３＋Ｃ现场总线协议芯片电路、ＲＳ４８５驱动及光电隔离电路、ＥＥＰＲＯＭ电路、ＤＩＰ拨码开关电路、指示灯电路、看门狗复位电路和译码电路等。所述检测仪通过Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ现场总线与单片机、现场总线协议芯片之间的组合实现将同步电机状态信息传输给主站进行处理，有利于系统设备的综合管理与控制，并且能够与其它支持Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ协议的设备实现系统集成。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电机状态的检测装置，具体地说，是指一种基于Profibus-DP现场总线的同步电机状态检测仪。本技术检测仪能够实现对同步电机的温度和开关量输入状态的检测功能，并且能够将检测得到的同步电机状态信息经Profibus-DP现场总线传送给主站进行数据处理。
技术介绍
随着信息技术的飞速发展，信息交换的范围正迅速覆盖从工厂的管理、控制到现场设备层的各个层次，并逐步形成了全分布式网络集成自动化系统和以此为基础的企业信息系统。现场总线就是顺应这种发展趋势而发展起来的新技术。Profibus-DP是一种国际化、开放式和不依赖于设备生产商的现场总线标准，广泛适用于制造业自动化、楼宇自动化、交通管理自动化、过程自动化、电力工业和电力输送等领域自动化，是现阶段使用最频繁的通信行规。传统的同步电机状态检测设备是将现场信号检测到以后，通过有线形式传输给处理单元(如单片机、中心处理器)进行处理，然后处理单元将处理后的相关信息输出或者进行控制输出。检测设备对电机工作状态采用分散式管理，对综合管理系统设备带来了不便。
技术实现思路
为了克服分散式管理电机工作状态存在的缺陷，本技术提供一种基于Profibus-DP现场总线的同步电机状态检测仪，所述检测仪通过Profibus-DP现场总线与单片机、现场总线协议芯片之间的组合实现将同步电机状态信息传输给主站进行处理，有利于系统设备的综合管理与控制，并且能够与其它支持Profibus-DP协议的设备实现系统集成。本技术的一种基于Profibus-DP现场总线的同步电机状态检测仪，包括单片机、单片机外围电路、现场总线协议芯片、与Profibus-DP现场总线实现通讯传输的通讯接口电路、电机的开关量输入检测电路和电机工作状态的温度检测电路。所述电机的开关量输入检测电路的4个开关量输出端与单片机连接；所述电机工作状态的温度检测电路的10个温度状态信息输出端与单片机连接；现场总线协议芯片的两端分别与单片机和通讯接口电路连接，通讯接口电路的另一端与Profibus-DP现场总线连接，单片机外围电路与单片机连接。所述的同步电机状态检测仪，其电机的开关量输入检测电路包括外部开关量信号DI0通过一个限流电阻R79A接到光电隔离芯片U13A的1管脚，U13A的2管脚接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极接24V电源地；U13A的15管脚接数字地，U13A的16管脚接上拉电阻R80A后与扩展接口芯片U4的18管脚连接。所述的同步电机状态检测仪，其电机工作状态的温度检测电路包括VREF为2.5V参考电压信号，该信号通过两个运算放大器U26A、U26B和电阻元件R94A、R94B、R94C和R94D输出1mA恒流电流。TOA为热电阻三线制接线端子，电阻信号通过运放电路后可以抵消连接导线电阻，即运放U26C输出信号为热电阻端电压，该信号经过电阻R35、电容C45、电阻R36、电容C44的滤波作用，再经过运放U26D的放大作用，输送给A/D转换芯片U17。本技术检测仪的优点同步电机开关量状态检测准确无误，自动消除机械抖动；温度状态测量精度高；检测速度快；具有Profibus-DP现场总线通信功能，是一种开放的同步电机状态检测仪。附图说明图1是本技术检测仪的结构框图。图2是单片机及单片机外围电路的电路原理图。图2A是单片机外配的存储器。图3是DIP开关与电机开关量检测电路原理图。图3A是开关量输入检测电路原理图。图4是电机温度状态检测电路原理图。图4A是温度检测电路原理图。图5是现场总线协议芯片电路原理图。图6是通讯接口电路的电路原理图。具体实施方式下面将结合附图对本技术作进一步的详细说明。请参见图1所示，本技术是一种基于Profibus-DP现场总线的同步电机状态检测仪，它由单片机、单片机外围电路、现场总线协议芯片、与Profibus-DP现场总线实现通讯传输的RS485通讯电路、以及电机的开关量输入检测电路和电机工作状态的温度检测电路组成。VPC3+C为Profibus现场总线协议芯片，其一端与单片机相连，另一端与RS485驱动电路相连；单片机外配的一个EEPROM用于存储一些重要参数；DIP拨码开关用于设置检测仪的从站地址；板上还有74HCT573锁存器、看门狗复位电路和指示灯等单片机的外围电路。电源电路提供5V电源。本技术的检测仪的工作原理单片机接收开关量输入检测电路输出的4个开关量信号，单片机接收温度检测电路输出10个电机工作温度状态信号，单片机对接收的所述4个开关量信号和所述10个电机工作温度状态信号进行控制输出电机状态信息，所述电机状态信息经RS485通讯电路传输至Profibus-DP现场总线上。由Profibus-DP现场总线将所述电机状态信息传输至主站进行综合管理和控制处理。在本技术中，构成检测仪的电路板中的各单元将通过下列表来说明其连接关系，各个芯片上的管脚非特指，一般为常规方式连接。一、单片机及单片机外围电路在本技术中，单片机U3P89C58是内部集成32K字节FLASH程序存储器的51系列单片机，采用的是贴式PLCC封装的芯片，便于本技术固件的升级。P89C58为板上核心处理器。P89C58及外围电路如图2所示。时钟选用的是24MHZ无源晶振；由于该单片机为低8位地址线与数据线复用，用74HCT573作为低8位地址锁存器；62256为32K外部扩展数据RAM；P89C58的P3.4、P3.5管脚接串行EEPROM的SCL和SDA管脚，P1.7管脚接看门狗复位电路的MAX705的WDI管脚，P1.0、P1.1、P1.2、P3.0接指示灯限流电阻的一端，INT0和INT1分别接TLV2543的EOC输出信号和VPC3+C的9管脚，P1.3、P1.4、P1.5、P1.6均接到TLV2543相应管脚上，复位脚接看门狗复位电路，TXD接VPC3+C的复位引脚，其余控制管脚接相应外围电路的各控制管脚。看门狗复位电路采用专用看门狗复位芯片MAX705，此芯片本身能独立工作，基本上不依赖于单片机，单片机只在一个固定的时间间隔内与其打一次交道，表明整个系统“目前尚属正常”，在本技术中用单片机P89C58的P1.7口来做此项工作。如果P1.7口长时间不与MAX705打交道，即不给MAX705发变化的电平，即可判断单片机工作已不正常，MAX705即向单片机复位端发送复位信号，复位单片机，保证整个系统的正常运行。为了存储检测仪在运行时的一些重要参数，采用外配一个128字节的串行EEPROM24C01，存储器24C01的管脚6、5即SCL、SDA管脚分别接P89C58的P3.4、P3.5，除电源以外其余管脚均接地。存储器电路原理图见图2A所示。指示灯电路如图2所示，接口卡上共设有5个指示灯，D1为电源指示指示灯，指示灯D2为指示模块处于在线状态，指示灯D3为指示模块处于离线状态，指示灯D4为现场总线的诊断状态，指示灯D19用于指示接口卡的运行状态，当对VPC3+C现场总线芯片进行检查时，错误指示灯为红色，频率2Hz；当对RAM进行检查，错误指示灯为红色，频率1Hz。二、电机的开关量输入检测电路和电机工作状态的温度检测电路请参见图3所示，外部开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ现场总线的同步电机状态检测仪，包括单片机、单片机外围电路、现场总线协议芯片、与Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ现场总线实现通讯传输的通讯接口电路，其特征在于：还包括电机的开关量输入检测电路和电机工作状态的温度检测电路，　　　　所述电机的开关量输入检测电路的４个开关量输出端与单片机连接；　　　　所述电机工作状态的温度检测电路的１０个温度状态信息输出端与单片机连接；　　　　现场总线协议芯片的两端分别与单片机和通讯接口电路连接，通讯接口电路的另一端与Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ现场总线连接，单片机外围电路与单片机连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄哲，孙伟，段巍，肖正宇，
申请(专利权)人：北京金自天正智能控制股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]