專利名稱:一種基于現(xiàn)場總線的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置制造方法
【專利摘要】一種基于現(xiàn)場總線的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置，包括傳感器接口，所述傳感器接口連接測速傳感器和微處理器，微處理器連接顯示器、功能按鍵、總線接口和無線局域網(wǎng)接口，總線接口和無線局域網(wǎng)接口通過現(xiàn)場總線與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。本實(shí)用新型提供一種基于現(xiàn)場總線的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置，解決了現(xiàn)有測試裝置中存在的問題，可以實(shí)時(shí)測量電機(jī)轉(zhuǎn)速結(jié)果，并進(jìn)行誤差分析，連接擴(kuò)展靈活、能同時(shí)測量多臺設(shè)備、數(shù)據(jù)處理與傳輸簡便、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、具備分布式控制和處理能力，可用于電機(jī)性能的檢定和工作狀態(tài)監(jiān)視等多種場合。
【專利說明】—種基于現(xiàn)場總線的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于現(xiàn)場總線的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量檢定
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)場總線是指一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，在測量控制設(shè)備之間、測量控制設(shè)備與監(jiān)控裝置之間實(shí)行雙向、串行、多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的技術(shù)?，F(xiàn)場總線設(shè)備與計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行連接，構(gòu)成一個(gè)開放的、分布式現(xiàn)場總線系統(tǒng)，它可以把掛接在總線上、作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)備連接為實(shí)現(xiàn)各種測量控制功能的自動化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)如PID控制、誤差計(jì)算、指令控制、顯示監(jiān)控、優(yōu)化及控管一體的綜合自動化功能。現(xiàn)場總線技術(shù)具有體系標(biāo)準(zhǔn)開放性、總線設(shè)備交互性、現(xiàn)場設(shè)備自治性和系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性的特點(diǎn)，能夠應(yīng)用于高溫嚴(yán)寒、粉塵、電磁干擾、震動、易燃易爆等復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中。目前常用的現(xiàn)場總線協(xié)議包括:Profibus>FF HKFF HSE、P_Net、ControlNet、SwiftNet、DeviceNet、Interbus 等。通過米用現(xiàn)場總線技術(shù)可以節(jié)省測量控制系統(tǒng)的安裝費(fèi)用，節(jié)省維護(hù)開銷，提高系統(tǒng)的可靠性，為用戶提供更為靈活的集成主動權(quán)。
[0003]在工業(yè)生產(chǎn)和日常應(yīng)用中，電機(jī)是一種具有廣泛用途的設(shè)備，而電機(jī)轉(zhuǎn)速是衡量電機(jī)性能和運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的重要指標(biāo)，電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量與誤差分析也是電機(jī)出廠檢定的重要步驟。傳統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量方法主要采用手持式或固定式檢測設(shè)備，獲得單個(gè)被測電機(jī)的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，然后人工進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與匯總，進(jìn)而判斷電機(jī)的轉(zhuǎn)速是否符合相關(guān)指標(biāo)和技術(shù)要求?，F(xiàn)有的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量設(shè)備不支持多臺設(shè)備的同時(shí)操作，在測試數(shù)據(jù)的傳輸與存儲處理方面不夠靈活，在高溫嚴(yán)寒、電磁干擾等特殊環(huán)境中的安裝使用也不方便。因此，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、環(huán)境適應(yīng)性好、具有分布式控制和處理能力的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置具有重要的應(yīng)用前景。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了解決現(xiàn)有測試裝置中存在的上述問題，實(shí)現(xiàn)測量裝置遠(yuǎn)程控制、連接擴(kuò)展靈活、能同時(shí)測量多臺設(shè)備、數(shù)據(jù)處理與傳輸簡便、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、具備分布式控制和處理能力的目標(biāo)，本實(shí)用新型提供一種基于現(xiàn)場總線的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種基于現(xiàn)場總線的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置，包括傳感器接口，所述傳感器接口連接測速傳感器和微處理器，微處理器連接顯示屏、功能按鍵、總線接口和無線局域網(wǎng)接口，總線接口和無線局域網(wǎng)接口通過現(xiàn)場總線與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。
[0007]所述測速傳感器為霍爾式傳感器、磁電式傳感器或光電式傳感器，電機(jī)上固定感應(yīng)器件，安裝傳感器探頭。
[0008]所述微處理器包括中央處理器和數(shù)據(jù)存儲器。
[0009]所述總線接口包括總線控制器、光隔離器和數(shù)據(jù)端口，總線控制器集成現(xiàn)場總線協(xié)議和以太網(wǎng)協(xié)議，數(shù)據(jù)端口為外部有線鏈路接口。
[0010]所述無線局域網(wǎng)接口與總線接口中的總線控制器相連。
[0011]本實(shí)用新型可以實(shí)時(shí)測量電機(jī)轉(zhuǎn)速結(jié)果，并進(jìn)行誤差分析，連接擴(kuò)展靈活、能同時(shí)測量多臺設(shè)備、數(shù)據(jù)處理與傳輸簡便、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、具備分布式控制和處理能力，可用于電機(jī)性能的檢定和工作狀態(tài)監(jiān)視等多種場合。

【附圖說明】

[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型的總線接口示意圖；
[0014]圖3是多個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置串聯(lián)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，一種基于現(xiàn)場總線的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置，包括傳感器接口，所述傳感器接口連接測速傳感器和微處理器，微處理器連接顯示屏、功能按鍵、總線接口和無線局域網(wǎng)接口，總線接口和無線局域網(wǎng)接口通過現(xiàn)場總線與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。傳感器接口用于接收電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸入的轉(zhuǎn)動信號，所述測速傳感器為霍爾式傳感器、磁電式傳感器或光電式傳感器和激光傳感器等，通過感應(yīng)對象引起的電信號變化獲得測量信號，電機(jī)上固定感應(yīng)器件，可以是磁鋼、感光貼紙等，安裝傳感器探頭，獲得測量信號，測速傳感器內(nèi)部集成整形隔離電路，輸出整形后的信號至傳感器接口。以霍爾式傳感器為例，其感應(yīng)對象為磁性材料，例如磁鋼。隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動，固定在電機(jī)轉(zhuǎn)動軸上的磁鋼，引起傳感器探頭如端的磁場變化，使內(nèi)部霍爾元件產(chǎn)生霍爾電勢，經(jīng)過調(diào)整和放大電路輸出測量信號。以NJK系列霍爾傳感器為例，它由電壓調(diào)整器、霍爾電壓發(fā)生器、差分放大器、施密特觸發(fā)器和集電極開路的輸出極組成，集成在一個(gè)鋼制的傳感器探頭內(nèi)，具有防水、防塵、抗電磁干擾的特點(diǎn)，其輸入為磁感應(yīng)強(qiáng)度，輸出是一個(gè)數(shù)字電壓信號。
[0016]所述微處理器包括中央處理器和數(shù)據(jù)存儲器。微處理器單元采用LPC2377/2378微控制器，它是一款16/32位ARM7TDM1-S處理器，運(yùn)行速率高達(dá)72MHz，適合于工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)等應(yīng)用場合，本裝置在處理器外部擴(kuò)展了 16MB的Flash存儲器。利用該微處理器進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)動信號的處理，采用Μ/T法即測周法和測頻法結(jié)合進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速性能設(shè)定采樣時(shí)間。轉(zhuǎn)速測量時(shí)間結(jié)束后，根據(jù)測得的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速的最大值、最小值、平均誤差和測量精度，所有的測量和分析結(jié)果存儲在Flash存儲器中。
[0017]顯示屏用于顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速測量的實(shí)時(shí)結(jié)果、統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果以及裝置的工作狀態(tài)。
[0018]功能按鍵用于手動控制該測量裝置的啟動、停止和功能選擇，通過顯示屏可查看按鍵操作信息。
[0019]如圖2所示，總線接口包括總線控制器、光隔離器和數(shù)據(jù)端口?？偩€控制器集成了現(xiàn)場總線協(xié)議和以太網(wǎng)協(xié)議，總線控制器選用Anybus CompactCom C30芯片，它集成了Profibus、DeviceNet、Ethernet和CAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,作為通信協(xié)同處理器,進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸控制，適用于主流的現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)的接口管理。由于其支持以太網(wǎng)，可以為以太網(wǎng)轉(zhuǎn)無線局域網(wǎng)提供支持，因此在總線接口上擴(kuò)展了工業(yè)無線局域網(wǎng)的接口功能。光隔離器用于總線信號和嵌入式處理器信號的隔離，數(shù)據(jù)端口提供外部有線鏈路接口，如雙絞線、電纜或光纜接口。所述無線局域網(wǎng)接口與總線接口中的總線控制器相連，提供無線信號的輸入輸出接口，支持工業(yè)WIFI。
[0020]本實(shí)用新型可以通過遠(yuǎn)程指令或按鍵控制電機(jī)轉(zhuǎn)速測量的開始與結(jié)束；測量數(shù)據(jù)和分析結(jié)果可以在裝置所屬的顯示屏上顯示，也可以通過現(xiàn)場總線傳輸?shù)竭h(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。
[0021]如圖3所示，當(dāng)同時(shí)測量多臺電機(jī)的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)時(shí)，可以使多個(gè)測量裝置進(jìn)行串聯(lián)，建立測試網(wǎng)絡(luò)。通過遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)管理和控制各個(gè)總線裝置的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)匯總。
[0022]本實(shí)用新型的供電方式采用內(nèi)部電池供電和現(xiàn)場總線供電兩種方式，使用電池供電時(shí)可單獨(dú)作為測試裝置使用，使用現(xiàn)場總線供電時(shí)，可以多個(gè)裝置級聯(lián)，同時(shí)測量多臺電機(jī)的工作狀態(tài)。
[0023]本實(shí)用新型采用防雨、防潮、抗電磁干擾的殼體封裝，電路采用灌封技術(shù)，達(dá)到IP67防護(hù)級別，采用具有電磁屏蔽能力的數(shù)據(jù)接口，選用工作溫度范圍較寬的電子器件，采用屏蔽雙絞線或光纜作為有線傳輸方式，采用工業(yè)WiFi作為無線傳輸方式，具有較高的環(huán)境適應(yīng)性。
[0024]本實(shí)用新型可以實(shí)時(shí)測量電機(jī)轉(zhuǎn)速結(jié)果，并進(jìn)行誤差分析，可用于電機(jī)性能的檢定和工作狀態(tài)監(jiān)視等多種場合。
【權(quán)利要求】
1.一種基于現(xiàn)場總線的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置，其特征在于:包括傳感器接口，所述傳感器接口連接測速傳感器和微處理器，微處理器連接顯示屏、功能按鍵、總線接口和無線局域網(wǎng)接口，總線接口和無線局域網(wǎng)接口通過現(xiàn)場總線與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于現(xiàn)場總線的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置，其特征在于:所述測速傳感器為霍爾式傳感器、磁電式傳感器或光電式傳感器，電機(jī)上固定感應(yīng)器件，安裝傳感器探頭。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于現(xiàn)場總線的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置，其特征在于:所述微處理器包括中央處理器和數(shù)據(jù)存儲器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于現(xiàn)場總線的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置，其特征在于:所述總線接口包括總線控制器、光隔離器和數(shù)據(jù)端口，總線控制器集成現(xiàn)場總線協(xié)議和以太網(wǎng)協(xié)議，數(shù)據(jù)端口為外部有線鏈路接口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于現(xiàn)場總線的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量裝置，其特征在于:所述無線局域網(wǎng)接口與總線接口中的總線控制器相連。
【文檔編號】G01P3-00GK204302720SQ201420775431
【發(fā)明者】楊會杰, 楊靜, 劉志華, 王煙青, 陳旭鋒, 王初陽 [申請人]中國人民解放軍63888部隊(duì)