一种检测碳刷长度的AS‑i一体化从站的制作方法

本实用新型涉及一种检测碳刷长度的AS-i一体化从站。

背景技术：

执行器-传感器-接口(Actuator-Sensor-Interface，AS-i)是一种用来在控制器(主站)和传感器/执行器(从站)之间进行双向交换信息的控制总线系统，属于工业控制系统底层(传感器级)的监控网络。AS-i被公认为是一种最好的、最简单的和成本最低的底层现场总线，它通过高柔性和高可靠性的单根电缆把现场具有通信能力的传感器和执行器方便地连接起来，组成AS-i网络。它取代了传统自控系统中繁琐的底层接线，实现了现场设备信号的数字化和故障诊断的现场化和智能化，大大提高了整个系统的可靠性，节约了系统安装、调试成本。

大型汽轮发电机组在长期运行过程中，碳刷的工作状况很多时候决定着机组的运行状态。目前针对碳刷长度的检测普遍采用运行维护人员定期巡检的方式，不仅浪费大量人力物力和效率低下，而且还无法及时发现事故苗头，为安全生产带来隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供为了解决大型汽轮发电机组在长期运行过程中，碳刷长度不能实时获取，需要运行人员定期巡检，不仅浪费大量人力物力、效率低下，而且无法及时发现事故苗头，为安全生产带来隐患的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的。

本实用新型的技术方案是：一种检测碳刷长度的AS-i一体化从站，包括从站接口、从机电路、碳刷长度检测电路、状态指示电路和调试接口，一体化从站通过从站接口连接至AS-i总线网络，从站接口的另一端连接从机电路，状态指示电路和碳刷长度检测电路的输出端均连接从机电路，调试接口连接从机电路的输出端。

所述接口电路包括接线端子、单向二极管和双向瞬间抑制二极管，单向二极管的阳极端连接接线端子，阴极端连接双向瞬间抑制二极管，双向瞬间抑制二极管一端接地，另一端连接从机电路。

所述从机电路包括晶振、从机专用芯片、滤波电容和防干扰电阻，晶振、防干扰电阻和并联的滤波电容均连接从机专用芯片。

所述碳刷长度检测电路包括霍尔传感器、滤波电阻和滤波电容，滤波电阻和滤波电容连接霍尔传感器的输入端，输出端连接从机电路。

所述状态指示电路包括发光二极管和限流电阻，发光二极管阴极端经限流电阻连接从机电路。

所述调试接口包括接线端子，接线端子连接从机电路。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：本实用新型提出一种基于AS-i总线的检测碳刷长度的一体化AS-i从站，能够实时检测碳刷长度，当碳刷长度短于大型汽轮发电机正常运行所需的最小长度时，能够及时进行报警，通知运行维护人员进行碳刷更换，以免电机运行事故的发生。相较于以往靠运行维护人员定期巡检的方式，本实用新型具有相应速度快、告警及时、安装简单、运行维护方便和费用低的优点。

附图说明

图1是本实用新型的检测碳刷长度的AS-i一体化从站结构框图；

图2是本实用新型的检测碳刷长度的AS-i一体化从站接口电路原理图；

图3是时钟电路原理图；

图4是本实用新型的检测碳刷长度的AS-i一体化从站从机电路原理图；

图5是24V电源滤波电路图；

图6是5V电源滤波电路图；

图7是一个刷握中编号为4号的碳刷长度检测电路；

图8是一个刷握中编号为3号的碳刷长度检测电路；

图9是一个刷握中编号为2号的碳刷长度检测电路；

图10是一个刷握中编号为1号的碳刷长度检测电路；

图11是电源故障状态指示电路图；

图12是电源正常工作状态指示电路；

图13是1号碳刷长度过短指示电路图；

图14是2号碳刷长度过短指示电路图；

图15是3号碳刷长度过短指示电路图；

图16是4号碳刷长度过短指示电路图；

图17是4号碳刷传感器调试接口原理图；

图18是3号碳刷传感器调试接口原理图；

图19是2号碳刷传感器调试接口原理图；

图20是1号碳刷传感器调试接口原理图；

具体实施方式

请参阅图1，本实用新型的一种检测碳刷长度的AS-i一体化从站，包括从机电路1、从站接口2、碳刷长度检测电路3、状态指示电路4和调试接口5，一体化从站通过从站接口2连接至AS-i总线网络，从站接口2的另一端连接从机电路1，碳刷长度检测电路3和状态指示电路4的输出端均连接从机电路1，调试接口5连接从机电路1的输出端。

如图2所示，本实用新型的从站接口电路2包括接线端子P1、单向二极管D1和双向瞬间抑制二极管D2，单向二极管D1的阳极端连接接线端子P1，阴极端连接双向瞬间抑制二极管D2，双向瞬间抑制二极管D2一端接地，另一端连接从机电路。本实施例的接线端子P1是标准的3.81mm接线端子。

如图3-图6所示，本实用新型所述从机电路包括了晶振Y1、从机专用芯片U1、滤波电容和防干扰电阻R1，晶振Y1、防干扰电阻R1和并联的滤波电容均连接从机专用芯片U1。本实施例的电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9和C10是滤波电容。

如图7-图10所示，本实用新型的碳刷长度检测电路3包括霍尔传感器、滤波电阻和滤波电容，滤波电阻和滤波电容连接霍尔传感器的输入端，输出端连接从机电路。其中，芯片U2、U3、U4和U5是霍尔传感器，电阻R8、R9、R10和R11是滤波电阻，电容C11、C12、C13和C14是滤波电容。

如图11-图16所示，本实用新型的状态指示电路4包括发光二极管和限流电阻，发光二极管阴极端经限流电阻连接从机电路。其中，发光二极管D4为绿色，发光二极管D3、D5、D6、D7和D8为红色，电阻R2、R3、R4、R5、R6和R7是限流电阻。

如图17-图20所示，本实用新型的调试接口5包括接线端子，接线端子 连接从机电路。其中，调试接口P2、P3、P4和P5是标准的3.81mm接线端子。

综上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本实用新型的技术范畴。