專利名稱：一種低壓電動機保護控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬機電自動化及其控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種低壓電動機 保護控制器。
背景技術(shù)：
低壓三相異步電機在企業(yè)、廠礦生產(chǎn)中應用十分普遍，但因電網(wǎng)波動、傳動、 負載、環(huán)境等原因，電機往往會有低壓、高壓、過流、缺相、被堵轉(zhuǎn)、啟動時間 過長、漏電等現(xiàn)象，如果不采取相應的措施，電機往往會被燒壞，導致本工序、 下工序乃至整個生產(chǎn)線的停工，影響正常生產(chǎn)。
現(xiàn)有技術(shù)的保護裝置主要是以機械、時間繼電器保護為主，缺點主要是精度、 靈活性差，安裝復雜，有時甚至起不到保護作用。為了實時對電機進行保護，近 幾年來各企業(yè)研發(fā)人員都在紛紛尋求新的替代方案。我們認為研發(fā)設(shè)計低壓電動 機保護控制器首先需要一個強有力的控制器來做實時運算；為了保證保護動作的 準確、正確，還需要設(shè)計一個高精度的變換、測量電路；為了能把數(shù)據(jù)直觀的顯 示給客戶，便于客戶統(tǒng)一管理，還需要顯示電路和統(tǒng)一控制模塊。因此，本實用 新型的目的就是根據(jù)上述設(shè)計理念，克服現(xiàn)有技術(shù)上的缺陷，設(shè)計一種低壓電動 機保護控制器。使其能通過對外部輸入信號的實時監(jiān)測，與設(shè)定保護內(nèi)容及限值 的比較，當超出限值范圍時，會自動執(zhí)行對應的保護措施，使電機不被損傷，從 而達到實時對電機進行保護之目的。
實用新型內(nèi)容
為了達到實現(xiàn)本實用新型之目的技術(shù)解決方案如下
一種低壓電動機保護控制器，其特征是機體外部包括機殼、顯示LCD、 操作鍵盤及各類接口，其機體內(nèi)部包括測控模塊1、顯示模塊2、電源。所述的
測控模塊1主要由微控制器A (MCU)、電流接口、電壓接口、開關(guān)量輸入接口、 RS485接口、 RS232接口、開關(guān)量輸出接口構(gòu)成；所述的顯示模塊2由微控制器 B (MCU)、 LCD顯示、鍵盤、RS232接口構(gòu)成。
所述的一種低壓電動機保護控制器，其特征是測控模塊1通過RS232接口與顯示模塊2連接，通過RS485接口與上位機或網(wǎng)關(guān)連接。
所述的一種低壓電動機保護控制器，其特征是所述的測控模塊1中的微控制 器A (MCUA)分別與電流接口、電壓接口、開關(guān)量輸入接口、開關(guān)輸出接口連接、 RS485接口、 RS232接口連接。
所述的一種低壓電動機及保護控制器，其特征是所述的顯示模塊2中的微控 制器B (MCU)分別與LCD顯示、鍵盤、RS232接口連接。
綜合以上技術(shù)措施，所述的一種低壓電動機保護控制器微控制器A (MCU) 程序模塊中存有的采樣、保護、通信、調(diào)試指令可以保障低壓電動機保護控制器 功能的具體執(zhí)行。
實施本使實用新型可以獲得的主要有益效果體現(xiàn)在以下幾個方面.-
1、 可以有效防止因三相電電壓過高、過低、缺相、短路和電機啟動時間過 長、傳遞故障、電機老化等原因造成的電機損壞，大大節(jié)約了電機更換成本。2、 在預設(shè)的保護參數(shù)內(nèi)，能按指定的保護程序?qū)﹄姍C進行保護，記錄保護 參數(shù)，掌握電機運行情況，保證了安全運行與生產(chǎn)。
3、 實現(xiàn)了遠程通信與遠程控制，可編程狀態(tài)設(shè)定，故障自動診斷，體積小， 安裝、使用方便。


圖1是本實用新型所說的低壓電動機保護控制器構(gòu)成原理框圖； 圖2是本實用新型所說的測控模塊構(gòu)成框圖示意圖； 圖3是本實用新型所說的顯示模塊構(gòu)成框圖示意圖； 圖4是本實用新型所說的測控模塊主要電路示意圖； 圖5是本實用新型所說的顯示模塊主要電路示意圖； 圖6是是本實用新型所說的產(chǎn)品面板實施例示意圖。
具體實施方式

參見附圖給出實施例并作進一步的具體說明。機體外殼采用工程塑料壓模成
型，長9cm寬7. 5cm高15cm,其上設(shè)有液晶顯示LCD、操作功能鍵盤及各類接口 如RS485接口、 RS232接口。其機殼內(nèi)部主要設(shè)有包括測控模塊、顯示模塊、電 源的電路主板，所述的測控模塊中微控制器A，本實施例選用的微控制器A的芯 片型號是LPC2136。該芯片屬32位ARM7內(nèi)核的微控制器，頻率高達70MHZ，高速嵌入式Flash、 256K FLAH，多個32位定時器，具有UART， SPI， SSP， ADC。 LQFP64封裝。該芯片的作用有其三1、內(nèi)部集成的AD轉(zhuǎn)換器對模擬量進行數(shù) 字變換；2、強大的運算能力對采樣的數(shù)據(jù)進行運算，和設(shè)定值進行比較，如超 出范圍，則啟動相應保護動作。3、通過通信口把數(shù)據(jù)和報警信息上報給LCD顯 示。所述的電流接口、電壓接口、開關(guān)量輸入接口、 RS485接口、 RS232接口、 開關(guān)量輸出接口分別與微控制器ALPC2136芯片各引腳連接。所述的顯示模塊中 的微控制器B選用的是P89C668芯片，該芯片具有80C51中央處理單元；內(nèi)置 可ISP(在系統(tǒng)編程)和IAP(在應用編程)的Flash存儲器，Boot ROM可通過串 口訪問從而升級下載用戶程序；每個機器周期6個時鐘周期操作標準，每個機 器周期12個時鐘周期操作可選，周期12個時鐘周期下速度高達33MHz; 8K字 節(jié)RAM和64K字節(jié)FLASH; 4個中斷優(yōu)先級，8個中斷源；自帶串行接口序列； 5路可編程的計數(shù)器陣列PCA(P麗輸出，捕捉/比較，高速輸出三種工作方式)。 該芯片的相關(guān)引腳分別與LCD顯示、鍵盤、RS232接口連接。
測控模塊通過RS232接口與顯示模塊連接，通過RS485接口與上位機或網(wǎng)關(guān)連 接。測控模塊完成三相電流信號、電壓信號、開關(guān)量的采集，并根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置執(zhí) 行相應的動作。模塊中各部分功能分述如下電流接口，完成電流-電壓變換， 進行電平適配、電平位移后送至MCU內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器的輸入切換模擬開關(guān)。電壓 接口 ，將輸入的高電壓信號進行電平適配、電平位移后送至MCU內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器。 開關(guān)量輸入接口，采集外部輸入的開關(guān)量輸入，采用光電隔離。開關(guān)量輸出接口， 驅(qū)動繼電器，給外部接觸器提供開關(guān)量輸出信號。RS485接口，實現(xiàn)和上位機通 訊，需支持Modbus協(xié)議。采用光電隔離。RS232接口。和顯示模塊一起提供人 機界面，采用私有協(xié)議進行通訊。
顯示模塊通過RS232接口和測控模塊進行通訊，完成所選參數(shù)的顯示。微控 制器A中程序模塊存有采樣、保護、通信、調(diào)試指令以保障低壓電動機保護控制 器功能的具體執(zhí)行。電路中模擬信號采集部分是指模擬信號分電壓信號和電流信 號，電壓通過電阻分壓，運放阻抗變換，變換成可被AD采樣的0 3V信號；電 流信號主要是通過電流互感器，變換成電壓信號，電壓信號再經(jīng)過運放變換成可 被AD采樣的0 3V信號。數(shù)字信號輸入部分是指外部的數(shù)字開關(guān)信號通過光藕 隔離后，變換成0/3.3電壓，被I/0口獲得。
5信號處理運算部分是指模擬信號通過集成在ARM (LPC2136)芯片中的AD轉(zhuǎn) 換器變換成數(shù)字序列，外部的數(shù)字開關(guān)信號被I/O獲得。CPU單元運行操作系統(tǒng)， 完成采樣、保護、通信、調(diào)試任務(wù)和一個AD中斷；通過對外部輸入信號的實時 監(jiān)測，與設(shè)定保護內(nèi)容及限值的比較，當超出限值范圍時，CPU單元會執(zhí)行對應 的保護措施，保護電機不被損傷。執(zhí)行部分是指I/0通過光藕隔離，然后驅(qū)動繼 電器對電機上的接觸器進行通斷從而控制電機的運行。
本實用新型電源為內(nèi)置ACDC電源，工作時3路三相電壓輸入，3路三相電 流輸入，200VAC。其次，外部控制信號輸入，6 8路繼電器輸出，接三相電機 控制接觸器。啟動電源開關(guān)后，主機開始系統(tǒng)初始化，如操作系統(tǒng)初始化、I/O 初始化、定時器初始化、串口初始化、創(chuàng)建任務(wù)如采樣、保護、通信、調(diào)試等任 務(wù)，進入正常運行狀態(tài)。
權(quán)利要求1、一種低壓電動機保護控制器，其特征是機體外部包括機殼、顯示LCD、操作鍵盤及各類接口，其機體內(nèi)包括測控模塊(1)、顯示模塊(2)、電源；所述的測控模塊(1)主要由微控制器A(MCU)、電流接口、電壓接口、開關(guān)量輸入接口、RS485接口、RS232接口、開關(guān)量輸出接口組成；所述的顯示模塊(2)由微控制器B(MCU)、LCD顯示、鍵盤、RS232接口組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電動機保護控制器，其特征是測控模塊 (1)通過RS232接口與顯示模塊(2)連接，通過RS485接口與上位機或網(wǎng)關(guān)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電動機保護控制器，其特征是所述的測 控模塊(1)中的微控制器A (MCU)分別與電流接口、電壓接口、開關(guān)量輸入接 口、開關(guān)量輸出接口、 RS485接口、 RS232接口連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電動機保護控制器，其特征是所述的顯 示模塊(2)中的微控制器B (MCU)分別與LCD顯示、鍵盤、RS232接口連接。
專利摘要一種低壓電動機保護控制器，屬機電自動化及其控制技術(shù)領(lǐng)域。其特征是機體外部包括機殼、顯示LCD、操作鍵盤及各類接口；其內(nèi)部包括測控模塊1、顯示模塊2、電源。測控模塊1主要由微控制器A、電流接口、電壓接口、開關(guān)量輸入輸出接口、RS485接口、RS232接口組成；顯示模塊2由微控制器B、LCD顯示、鍵盤、RS232接口組成。測控模塊1通過RS232接口與顯示模塊2連接，通過RS485接口與上位機或網(wǎng)關(guān)連接。測控模塊1中的微控制器A分別與電流接口、電壓接口、開關(guān)量輸入輸出接口、RS485接口、RS232接口連接。顯示模塊2中的微控制器B分別與LCD顯示、鍵盤、RS232接口連接。微控制器中CPU單元發(fā)出采樣、保護、通信、調(diào)試指令以保障低壓電動機保護控制器功能的執(zhí)行，保護電機不被損傷。
文檔編號H02K7/08GK201298772SQ20082014103
公開日2009年8月26日 申請日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者穎 唐, 黃鳳江 申請人:成都理工大學