電動機監控器的製作方法

2023-05-07 15:18:01

專利名稱：電動機監控器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電機監控技術領域，具體是一種電動機監控器。
背景技術：
電動機是廣泛應用於工農業生產的動力裝置，其運行好壞直接影響工農業生產的各個部門。對電動機的常見故障進行在線監測，可以提前發現問題並採取相應保護措施，可以有效的避免或防止故障擴大。因此對電動機運行狀態的監控、異常狀態的處理和保護越來越重要。目前監控系統可靠性低，顯示信息量少，不能遠程控制等缺點。
發明內容為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型提供一種電動機監控器，電動機運行過程中對短路、過載、斷相、超溫、漏電等常見的故障進行實時、可靠的監控報警，並可進行遠程監控。本實用新型是以如下技術方案實現的一種電動機監控器，包括一用於遠程監控電動機運行過程中的各種參數的工控機；多個與工控機連接用於監測電動機運行參數的監控器；所述的監控器包括一微處理器，與微處理器連接用於對三相電流信號和零序信號進行整流濾波的整流濾波電路，與微處理器連接用於檢測電動機溫溼度的溫溼度傳感器，與微處理器連接用於設置參數的按鍵，與微處理器連接的報警模塊，與微處理器連接的顯示模塊，與微處理器連接的驅動隔離電路。本實用新型的有益效果是電動機監控器可精確的對現場信號進行採集、分析，實現對多種故障進行保護，功能齊全，故障判斷準確；根據需要可進行現場監控器單獨現場工作，也可通過串口進行多個監控器遠距離聯網監控，大大減少人力、物力。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型原理圖；圖2是監控器原理圖；圖3是整流濾波電路圖；圖4是溫溼度傳感器電路圖；圖5是語音報警電路圖；圖6是顯示模塊電路圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，電動機監控器有一用於遠程監控電動機運行過程中的各種參數的工控機；多個與工控機連接用於監測電動機運行參數的監控器；所述的監控器包括一微處理器，與微處理器連接用於對三相電流信號和零序信號進行整流濾波的整流濾波電路，與微處理器連接用於檢測電動機溫溼度的溫溼度傳感器，與微處理器連接用於設置參數的按鍵，與微處理器連接的報警模塊，與微處理器連接的顯示模塊，與微處理器連接的驅動隔離電路。所述的工控機與監控器通過RS232/485通訊接口連接。如圖3所示，電流信號採集通過電流互感器、零序電流互感器將相應的電流電壓信號轉換為A/D轉換需要的低電壓信號，並通過整流濾波調壓電路送入單片機的A/D轉換口中。由於正常工作時，轉換得到的電壓較小，為減小誤差保證轉換精度，在整流上採用放大器精密全波整流，而沒有採用傳統的橋式二極體整流電路。如圖4所示，溫溼度傳感器採用瑞iknsirion公司SHTlO單片數字溫溼度集成傳感器進行溫溼度信號的測量。SHTlO採用的是兩線串行接口(bidirectional 2-wire)——SCK和DATA進行傳感器信號讀取。串行時鐘輸入(SCK)引腳是MCU與SHTlO之問通信的同步時鐘，由於接口包含了全靜態邏輯，因此沒有最小時鐘頻率。串行數據(DATA) 引腳是1個三態門，用於MCU與SHTlO之間的數據傳輸。DATA的狀態在串行時鐘SCK的下降沿之後發生改變，在SCK的上升沿有效。在數據傳輸期間，當SCK為高電平時，DATA數據線上必須保持穩定狀態。為避免數據發生衝突，MCU應該驅動DATA使其處於低電平狀態， 而外部接1個上拉電阻將信號拉至高電平。如圖5所示，語音報警電路採用WT588D語音晶片，它是一款功能強大的可重複擦寫的語音單片機晶片。配套的上位機操作軟體可隨意更換WT588D的任何一種控制模式，把信息下載到SPI-Flash上，本實施例採用一線串口控制模式，電路DATA 口是WT588D數據輸入口，MCU通過P2. 3 口對WT588D進行控制。BUSY 口是WT588D忙信號輸出端，可設置為播放狀態LED點亮和播放狀態LED熄滅。驅動隔離電路採用NPN電晶體的，利用MCU的P2. 0 口接NPN電晶體的基極進行驅動繼電器斷開電源。當發生故障時，P2.0輸出高電平時，電晶體飽和導通，集電極變為低電平，因此繼電器線圈通電，觸點吸合，切斷電源。如圖6所示，顯示模塊採用1602液晶進行顯示。1602液晶的VO 口為對比度調整端，通過一個IOK的電位器調整對比度。RS為寄存器選擇，接MCU的P2. 5引腳，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。RW為讀寫信號線，接MCU的P2. 6引腳，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。E端為使能端，接MCU的P2. 7引腳，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執行命令。DO D7為8位雙向數據線，接MCU的P0. 0 P0. 7引腳。掉電保存採用EEPROM存儲器晶片ATMC02，該晶片採用的IIC總線技術，電SCL時鐘線、SDA數據線分別接MCU的Pl. 2、Pl. 3，AO、Al、A2進行物理地址選擇，單晶片使用時可以接任意地址。WP端防寫，與MCU的Pl. 1連接，防止誤操作損壞EEPROM中的數據。單片機通信埠 R)(D和T)(D在多機通信、遠距離通信中，信號必須經過放大和隔離並轉換成適合於通訊網絡的電平才能工作。所述的工控機與監控器通過RS232/485通訊接口連接。PC機在通訊過程中可以隨時向現場監控器發命令，數據監控實時將現場情況發送給PC機。監控器軟體設計大部分採用C語言編寫，對於實時性要求較高的部分採用彙編語言以提高速度。採用模塊化結構，便於分析、測試和擴充。程序框架主要由初始化程序、主程序、定時器採樣中斷服務程序、多串行通信口中斷服務程序(發送和接收)、液晶顯示和報警程序等部分構成。各部分包含其調用的子程序。(1)主程序軟體開始執行，首先用默認參數進行系統初始化設置，檢查系統配置的EEPROM中是否存在掉電標誌，若存在掉電標誌則將EEPROM中數據作為當前參數恢復， 然後執行主程序。主程序主要由兩個循環構成正常運行時，程序在主循環中完成計算、控制、通訊和異常運行情況的監控處理功能，如有裝置發出故障信號，則保存故障報告並傳送給管理單元。如有故障，程序轉到故障處理子程序中執行，在故障處理大循環中，完成保護數據計算、保護判別和出口跳合閘功能。然後採集模擬量進行計算，得到所需的電壓/電流諧波值、功率、功率因數等參量，分析計算並在液晶屏上顯示。若有鍵盤輸入，可進行參數設置、改變電機運行狀態等動作。當上位機發出命令要求通訊時，通訊模塊響應並上傳數據。(2)定時中斷程序該程序由MCU軟體定時器控制，每隔一個固定延時向CPU申請中斷，完成模擬量採樣、執行保護功能程序、輸入狀態更新、輸出和頻率計算功能。在採樣中斷服務程序中對採集的電流、電壓進行分析，根據計算的結果判斷保護是否發出口跳閘命令或其它信號，並保存事件報告。(3)通訊中斷程序該程序主要完成定值讀寫、模擬量上傳PC機、接收或發送與液晶顯示器的數據通訊等功能。上位機監控軟體採用Visual C++6. 0開發。監控軟體主要包括兩大部分一是為用戶提供一個友好的可視化操作界面。二是要對數據進行傳輸、處理與顯示，即監控網絡的通信技術。上位機軟體通過電動機監控器對電動機參數進行巡迴採集，並且可以對電動機的各種參數進行查閱、修改、設定、數據傳輸和工作狀態參數的動態顯示，對故障參數進行醒目的聲光報警。
權利要求1.一種電動機監控器，其特徵在於包括一用於遠程監控電動機運行過程中各種參數的工控機；多個與工控機連接用於監測電動機運行參數的監控器；所述的監控器包括一微處理器，與微處理器連接用於對三相電流信號和零序信號進行整流濾波的整流濾波電路， 與微處理器連接用於檢測電動機溫溼度的溫溼度傳感器，與微處理器連接用於設置參數的按鍵，與微處理器連接的報警模塊，與微處理器連接的顯示模塊，與微處理器連接的驅動隔離電路。
2.根據權利要求1所述的電動機監控器，其特徵在於所述的工控機與監控器通過 RS232/485通訊接口連接。
專利摘要本實用新型公開了一種電動機監控器，涉及電機監控技術領域。該監控器有一用於遠程監控電動機運行過程中各種參數的工控機；多個與工控機連接用於監測電動機運行參數的監控器；所述的監控器包括一微處理器，與微處理器連接用於對三相電流信號和零序信號進行整流濾波的整流濾波電路，與微處理器連接用於檢測電動機溫溼度的溫溼度傳感器，與微處理器連接用於設置參數的按鍵，與微處理器連接的報警模塊，與微處理器連接的顯示模塊，與微處理器連接的驅動隔離電路。優點是電動機監控器可精確的對現場信號進行採集、分析，實現對多種故障進行保護，功能齊全，故障判斷準確。
文檔編號G05B19/418GK202171742SQ20112030812
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月17日 優先權日2011年8月17日
發明者吳興華, 梁純, 王端義, 蒲新徵, 黃培 申請人:江蘇建築職業技術學院