專利名稱：帶有隔離柵的絞車信號(hào)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶有隔離柵的絞車信號(hào)采集裝置，可用于油田的鉆機(jī)泵沖的轉(zhuǎn)速信號(hào)的采集，尤其適合油田具有爆炸性氣體的場合使用，屬于信號(hào)采集
背景技術(shù)：
目前在油田的鉆機(jī)絞車上采用傳統(tǒng)的分布式控制系統(tǒng)，如圖1所示，要擴(kuò)充一個(gè)設(shè)備必須增加一個(gè)接口和一條電纜，接口與測控設(shè)備之間的電纜線隨著設(shè)備的增加而增加，且傳感器獲得的信號(hào)直接送到接口設(shè)備中去進(jìn)行計(jì)算和信號(hào)轉(zhuǎn)換，在傳感器和接口設(shè)備的電纜上往往會(huì)受到電磁干擾，使得接口設(shè)備計(jì)算出錯(cuò)，產(chǎn)生誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是發(fā)明一種擴(kuò)充自由、連接方便且信號(hào)不受干擾帶有隔離柵的絞車信號(hào)采集裝置。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種帶有隔離柵的絞車信號(hào)采集裝置，包括上位計(jì)算機(jī)和傳感器，其特征在于，在上位計(jì)算機(jī)和傳感器之間沒有一條CAN總線，CAN總線上設(shè)有至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)與一個(gè)傳感器連接。
所述的節(jié)點(diǎn)由安全隔離柵、微控制器、CAN控制器、CAN收發(fā)器及其軟件組成，傳感器連接安全隔離柵，通過微控制器、CAN控制器、CAN收發(fā)器與CAN總線連接。
所述的CAN控制器的AD0～AD7連接到微控制器的P0口，CS連接到微控制器的P2.0，CAN控制器的RD、WR、ALE分別對(duì)微控制器的對(duì)應(yīng)引腳相連，INT接微控制器的INT0，CAN控制器的TX0和RX0通過高速光耦后與CAN收發(fā)器相連，CAN收發(fā)器的CANH通過保險(xiǎn)絲和小電阻與CAN總線相連，CAN收發(fā)器的Rs腳上接有一個(gè)斜率電阻，CAN收發(fā)器的CANH和CANL與地之間并聯(lián)了兩個(gè)小電容，在兩根CAN總線輸入端與地之間分別連接一個(gè)防雷擊管。
本實(shí)用新型采用現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)，它作為智能設(shè)備的紐帶，把掛接在總線上作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備連接為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)一步構(gòu)成自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基本控制、補(bǔ)償計(jì)算、參數(shù)修改、報(bào)警、顯示、監(jiān)控等功能，其作用是將絞車的轉(zhuǎn)速傳感器獲得的脈沖電信號(hào)轉(zhuǎn)換成我們需要的數(shù)字信號(hào)同時(shí)提供與CAN現(xiàn)場總線的接口與上位計(jì)算機(jī)通訊，由于CAN總線的這一特點(diǎn)使得在該系統(tǒng)上添加和減少設(shè)備變得十分容易，這就大大地增強(qiáng)系統(tǒng)的應(yīng)變能力，在規(guī)定的數(shù)量之內(nèi)可以任意擴(kuò)充設(shè)備節(jié)，省布了線電纜，縮短了安裝時(shí)間。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)充設(shè)備容易，傳感器信號(hào)不受干擾且節(jié)省布線電纜。


圖1為原絞車信號(hào)采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為帶有隔離柵的絞車信號(hào)采集裝置示意圖圖3為每一個(gè)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為每一個(gè)節(jié)點(diǎn)電氣原理圖；圖5為帶有隔離柵的絞車信號(hào)采集裝置軟件流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例如圖2所示，為帶有隔離柵的絞車信號(hào)采集裝置示意圖，所述的帶有隔離柵的絞車信號(hào)采集裝置，由上位計(jì)算機(jī)、CAN總線、3個(gè)節(jié)點(diǎn)1和傳感器組成，在上位計(jì)算機(jī)和傳感器之間設(shè)有一條CAN總線，CAN總線上設(shè)有至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)1，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)1與一個(gè)傳感器連接。
如圖3所示，為每一個(gè)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖，所述的節(jié)點(diǎn)1由安全隔離柵、微控制器、CAN控制器、CAN收發(fā)器、及其軟件組成，傳感器接口連接安全隔離柵，通過微控制器、CAN控制器、CAN收發(fā)器與CAN總線連接，安全隔離電路將來自傳感器的信號(hào)進(jìn)行安全處理以后送到微控制器對(duì)信號(hào)進(jìn)行脈沖記數(shù)和適應(yīng)性處理，微控制器還負(fù)責(zé)CAN控制器的初始化，通過控制CAN控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送等通信任務(wù)。
如圖4所示，為每一個(gè)節(jié)點(diǎn)電氣原理圖，所述的電路由安全隔離電路、微控制器89C52、獨(dú)立CAN控制器SJA1000、CAN收發(fā)器82C250制成，所述的CAN控制器的AD0～AD7連接到微控制器的P0口，CS連接到微控制器的P2.0，P2.0為0時(shí)，CPU片外存儲(chǔ)器地址可選中CAN控制器SJA1000，CPU通過這些地址可以對(duì)CAN控制器SJA1000執(zhí)行相應(yīng)的讀/寫操作。CAN控制器的RD、WR、ALE分別對(duì)微控制器的對(duì)應(yīng)引腳相連，INT接微控制器的INT0，微控制器89C52也可以通過中斷方式訪問CAN控制器SJA1000。
為了增強(qiáng)CAN總線節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力，CAN控制器SJA1000的TX0和RX0并不是直接與CAN收發(fā)器82C250相連的，而是通過高速光耦6N137后與CAN收發(fā)器82C250相連，這樣就很好地實(shí)現(xiàn)了總線上各CAN節(jié)點(diǎn)間的電氣隔離。光耦部分電路所采用的兩個(gè)電源VCC和VDD是完全隔離的，本例采用了專門的隔離電源電路，產(chǎn)生了3個(gè)完全獨(dú)立的隔離電源分別對(duì)上述電路和絞車傳感器供電，這部分雖然增加了電路的復(fù)雜性，但是提高了節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性和安全性。
CAN收發(fā)器82C250與CAN總線的接口部分也采用了一定的安全措施，CAN收發(fā)器82C250的CANH通過保險(xiǎn)絲和小電阻與CAN總線相連，保護(hù)CAN收發(fā)器82C250免受過電流沖擊；CAN收發(fā)器82C250的Rs腳上接有一個(gè)斜率電阻，電阻大小可根據(jù)總線通訊速率適當(dāng)調(diào)整，起到抗干擾的作用。
CAN收發(fā)器82C250的CANH和CANL與地之間并聯(lián)了兩個(gè)30pF的小電容，可以起到濾除總線上高頻干擾和一定的防電磁輻射的能力，另外，在兩根CAN總線輸入端與地之間分別接了一個(gè)防雷擊管，當(dāng)兩輸入端與地之間出現(xiàn)瞬變干擾時(shí)，通過防雷擊管的放電可起到一定的保護(hù)作用，瞬變干擾是電磁兼容領(lǐng)域中主要的一種干擾方式，特別是雷擊浪涌波，由于持續(xù)時(shí)間短，脈沖幅值高，能量大，給電子電氣設(shè)備的正常運(yùn)行帶來極大的威脅。
如圖5所示，為帶有隔離柵的絞車信號(hào)采集裝置軟件流程圖，工作時(shí)，根據(jù)絞車的數(shù)量在CAN總線上安裝與絞車匹配節(jié)點(diǎn)1，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)1連接裝在絞車上的傳感器，微控制器89C52對(duì)CAN控制器SJA1000進(jìn)行初始化，接受傳感器信號(hào)將絞車傳感器獲得的脈沖電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行邏輯計(jì)算、脈沖計(jì)數(shù)后發(fā)送，如果要加絞車，只要在CAN總線再安裝一個(gè)節(jié)點(diǎn)1，在絞車上安裝傳感器，與節(jié)點(diǎn)1連接即可，這樣最多可安裝64個(gè)節(jié)點(diǎn)1，同時(shí)采集64臺(tái)絞車的信號(hào)。
權(quán)利要求1.一種帶有隔離柵的絞車信號(hào)采集裝置，包括上位計(jì)算機(jī)和傳感器，其特征在于，在上位計(jì)算機(jī)和傳感器之間設(shè)有一條CAN總線，CAN總線上設(shè)有至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)(1)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)(1)與一個(gè)傳感器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有隔離柵的絞車信號(hào)采集裝置，其特征在于，所述的節(jié)點(diǎn)(1)由安全隔離柵、微控制器、CAN控制器、CAN收發(fā)器及其軟件組成，傳感器接口連接安全隔離柵，通過微控制器、CAN控制器、CAN收發(fā)器與CAN總線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶有隔離柵的絞車信號(hào)采集裝置，其特征在于，所述的CAN控制器的AD0～AD7連接到微控制器的P0口，CS連接到微控制器的P2.0，CAN控制器的RD、WR、ALE分別對(duì)微控制器的對(duì)應(yīng)引腳相連，INT接微控制器的INT0，CAN控制器的TX0和RX0通過高速光耦后與CAN收發(fā)器相連，CAN收發(fā)器的CANH通過保險(xiǎn)絲和小電阻與CAN總線相連，CAN收發(fā)器的Rs腳上接有一個(gè)斜率電阻，CAN收發(fā)器的CANH和CANL與地之間并聯(lián)了兩個(gè)小電容，在兩根CAN總線輸入端與地之間分別連接一個(gè)防雷擊管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種帶有隔離柵的絞車信號(hào)采集裝置，包括上位計(jì)算機(jī)和傳感器，其特征在于，在上位計(jì)算機(jī)和傳感器之間設(shè)有一條CAN總線，CAN總線上設(shè)有至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)與一個(gè)傳感器連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)充設(shè)備容易，傳感器信號(hào)不受干擾且節(jié)省布線電纜。
文檔編號(hào)G06F17/40GK2765405SQ20042011048
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者袁建新, 王民 申請(qǐng)人:上海神開科技工程有限公司