专利名称：机床电气监测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及机床电器维修领域。
现有技术不足之处是常用的检测工具是万用表，通过测量电路中的电压和电阻，对照电气原理图进行分析，找出故障，这种方法的缺点是(1)检测效率低;
(2)电器动作很快，看不清各个电器动作的先后和几个电器的同时动作;
(3)有些故障瞬间即逝，无法检查和测量;
(4)有些机床出故障后不允许再开机试车，给检修造成困难;
(5)发生设备事故后因无记录，给分析事故原因造成困难。
本发明的目的在于避免上述现有技术之不足，提供一种机床电气监测仪器，与机床电器要检测的点相连，对各电器的动作与否及电路中有无电压，触点的通断和有关模拟量实行在线工作实时测量和储存打印，以便及时发现和迅速分析故障原因和部位。
本发明的目的可以通过以下措施来实现，将传统的万用表测试，改成专门生产一种机床监测仪，该机床电气监测仪由采集转换板负责将输入信号变成TTL电平开关量和0-5V的模拟量信号。采集存贮板负责对已变成TTL电平的开关量信号和0-5V的模拟量信号进行采集，识别和贮存。键盘显示板负责对采集板中已存贮的信号进行显示，必要时，可控制打印机进行打印。并对采集存贮板进行操作控制。以便查询、显示机床电器各个部分工作情况，分析判断故障原因。采集存贮板和键盘显示板中的信号通过串行口连接。
本发明附面说明如下
图1是采集转换板电压检测部分的电路图。
图2是采集转换板通断检测部分的电路图。
图3是采集存贮板总线路图。
图4是键盘显示板总线路图。
图1是采集转换板电压检测电路图，该电路的设置目的是了解机床电器某点在某一瞬间的状态，即有无电压，而对电压极性与大小不予考虑，其组成是由7805供给电路直流电源，由LM339组成双限比较器(窗口比较器)，比较器A和B为其中的一路检测输入，比较器A的负输入端与比较器B的正输入端接在一起作为电压检测输入，检测电压通过R5一端，通过R5、R4分压送往LM339电压检测输入端。比较器A的正输入端接R2和D2分压提供的+0.6V比较电压，比较器B的负输入端接R1和D1分压提供的-0.6V比较电压，A和B的输出端接在一起，通过R3接光电耦合器4N25，只要检测端的电压绝对值超过0.6V，A或B必有一个输出低电平光耦得电发光，此信号送往由单片机构成的采集存贮板处理，实现了电压检测，此电路每组8个。
图2是采集转换板上通断检测的电路图，该电路的目的为检测触点的通断情况，可在线测试，触点两端有无电压，不影响电器正常工作。
如附图2，该电路的组成由3524脉宽调制电路其输出连接推动BG1，BG1集电极与脉冲变压器初级相连，变压器T的次级输出多路脉冲信号，就其中一路为例说明其组成，其中一路经C6、C7耦合输入全波整流桥，整流桥输出的信号通过C5的滤波，接光电耦合器，如4N25，当被测触点连接在变压器次级的A点和变压器的另一端通过C6与全桥连接的B点上。当被测触点接通时，短路了通过光耦的电流，光耦不发光，反之光耦发光，从而实现了通断的判断测试。
因为被测触点的负载一般为感性负载，所以脉冲信号不会通过，而触点两端即使有电压，也是直流电压或工频交流，C6、C7对其有很高的阻抗。也不会影响检测结果。
图3是采集存贮板的电路原理图。本电路负责对模拟和开关量信号的采集、识别和存贮。该电路由8031单片微处理机作专用计算机。在8031的18、19脚接有6MHZ晶振，并用8031的P1口和P2口作数据和地址总线。并用P1口的P10和P11同地址线P2口通过74LS138译码，在地址总线挂接4片62256数据存贮器，并挂接两片8155I/O接口芯片，74LS373为地址数据锁存器与P0口地址数据分时总线相连，3片74LS244和一片74LS245为数据缓冲器分别把8031的数据地址总线和数据存贮器62256，程序存贮器2764，I/O接口电路8155的数据地址总线相连。
本电路中用一片程序存贮器2764EPROM与硬件结合完成各种控制，其数据地址总线如前所述挂接在8031的数据地址总线上，另外，如图两片8155并行接口电路，其中一片与图1的采集转换板上的光电耦合器4N25输出端相连，负责采集各路有无电压的输入开关量信号，本片8155的内部定时计数器处于定时状态，每时间到向8031请求中断，8031每隔一定时间扫描并行口状态，观察开关量是否发生变化，此片中8155的接口线上挂接一片ADC0809八路A/D转换电路，ADC0809的八路输入端INTO-1NT7可接八路摸拟信号，ADC0809的信号线除EOC转换结束外，全部挂接在8155的A口上，0809的地址线A、B、C，地址有效线ALE以及允许输出线OE和8155的B口相连。0809的A/D转换结束信号EOC信号，通过中断逻辑74LS11电路等和8031的中断申请端1NT1相连，8155中的定时/计数器处于定时状态。通过软件设置定时长度，定时器的输出通过反相器74LS04与ADC0809电路的START端相联，用以控制转换速度，ADC0809的时钟信号CLK通过D触发器7474和缓冲器74LS244与8031的ALE信号相连，由7474构成二分频电路，将ALE信号二分频而得到0809的时钟信号，A/D转换结束，EOC信号通过中断逻辑向8031申请中断，通过8155的A口读取0809的转换结果，8155的B口选择地址，由此片8155可采集7路或8路摸拟信号。其中一路WT7可接一固定电压，用于采集存贮板的自检。
本采集存贮板电路中8031的外部信号处理全部采用中断结构，上电复位电路Reset，在接通电源后初始化内部各寄存器状态，采集存贮板通过串行口接收主机发出来的命令，并发送主机所需要的数据，内部定时器TO1设置在定时状态，完成钟表的走时功能，外部中断逻辑负责转速，A/D以及开关量的测量，因8031有两个外部中断，为了挂接更多的中断源，采用了多中断源接在一个外部中断输入线上，同时利用P1口作为多中断情况下，各中断源的识别线，具体电路见附图3ADC0809，两片8155的中断源分别通过74LS11或74LS04与7474相连组成中断逻辑，如图3中74LS11和三片7474触发器的输出端和清0端分别和8031的1NT1P1.2，P1.4，P1.5相连，其中转速中断信号，A/D转换结束信号，开关量定时检测都使用脉冲形式，当中断申请线1NT1被触发后，8031通过查询P1.2，P1.3，P1.4来识别中断源，然后用P1.5来清除中断源的各状态寄存器，以免发生同一中断多次申请的后果，其中断的优先级由软件的查询次序决定。
键盘显示板电路如附图4，由8031单片微型计算机为核心，总线上连接有2764程序存储器，以发出各种控制显示命令，对采集存储板的信息进行各种处理和显示。在8031的总线上连接有一片8279专用键盘显示电路，8279电路上通过74LS164八位串入并出移位寄存器和8718驱动电路并连接有三片5×8点阵显示器，共能显示24路开关量的5种连续状态，由8279自动扫描显示，减轻了8031的负担。8279还通过74LS138连接有3×8键盘，共有24个键，以便输入各种命令和指令。8031和8279信息处理方式采用中断结构。
在8031总线上还连接有一片8155并行接口电路。8155的A口、B口、C口分别通过8718驱动集成电路连接有一片5×8点阵显示器和六片LED七段数码管。这一片5×8点阵显示器用来完成模拟量的显示，六片LED七段数码管用来完成时间的显示。
8031的P1口可用来外接PP40绘图器，其握手线由P3.3和P3.5负担。
键盘显示板和采集存储板之间的连接关系是由两板上的两个8031之间的串行口连接，由附图4键盘显示板上的8031串行口RXD和TXD通过74LS04和附图3的采集存储板上的8031的串行口TXD和RXD相连接。操作者通过键盘发出命令，由键盘板上的8031转换成一定格式，通过串行口传送给采集存储板。采集存储板接收到命令后负责采集存储处理，处理的结果通过串行口送回给键盘显示板进行显示。完成对机床电器各监测点的开关量、模拟量的在线工作实时测量显示和存储打印。以显示和查询判断机床电器的工作情况。找出故障的原因。
本发明的优点是1、可同时进行多点测量，检测效率高。
2、可进行在线实时测量，能反映故障真实情况。
3、可储存打印，便于发现一瞬即失的故障隐患。
4、可储存大量检测数据，一般检测方法无法比拟，为科学现代化的快速及时判断排除故障奠定了基础。
本发明已作出样机，经试用达到了预期的设计要求，效果良好。
权利要求
1.本发明是一种机床电气监测仪，其主要特征在于由采集转换板、采集存储板和键盘显示板组成。
2.根据权力要求1所说的机床电气监测仪，其主要特征在于所说的采集转换板由电压检测电路和通断检测电路组成。
3.根据权力要求2所说的机床电气监测仪，其主要特征在于所说的电压检测电路由7805供电，由LM339组成窗口比较器，R2，D2和R1，D1分别提供+0.6V和-0.6V基准比较电压，检测电压通过R5，R4分压输入，比较器输出端通过R3接光电耦合器4N25，检测输入电压绝对值超过0.6V时，比较器A或B必有一个低电平输出，光电耦合器得电输出到采集存储板，实现电压检测。
4.根据权力要求2所说的机床电气监测仪，其主要特征在于所说的通断检测电路由3524脉宽调制器，其输出端连接推动BG1，BG1集电极与脉冲变压器初级相连，变压器次极输出多路脉冲信号，以其中一路脉冲信号为例，经C6，C7耦合到全波整流桥，整流桥信号输出接光藕4N25，当被测点A，B接通时，短路了输入电流，光耦不得电，反之光耦得电，输出不同信号到采集存储板，实现了通断检测。
5.根据权力1所说的机床电气监测仪，其主要特征在于所说的采集存储板由8031单片微型计算机为核心，总线上连接2764EPROM作程序存储器，8031的P10和P11同地址线P2口通过74LS138共同译码，在8031总线上连接4片62256作数据存储器，同时8031总线上联结2片8155并行接口电路，其中一片8155与采集转换板的光耦4N25输出端相连，采集有无电压、开关量信号。另一片8155接口线上挂接一片ADC0809八路A/D转换电路，可接收采集八路模拟信号。
6.根据权力要求1所说的机床电气监测仪，其主要特征在于所说的键盘显示板由8031单片微型计算机为核心，总线连接有2764EPROM作程序存储器并在8031总线上连接有8279键盘显示集成电路，8279上通过74LS164和8718驱动电路连接3片5×8点阵显示器，显示24路开关量的5种连续状态。8279上通过74LS138连接3×8键盘，输入各种指令。8031总线上还连接有1片8155并行接口电路，8155的输出口通过8718集成电路连接1片5×8点阵显示器和6片LED七段数码管，点阵显示器用来完成模拟量显示，LED数码管用来完成时间显示。8031的P1口可用来外接PP40绘图器，操作者发出的键盘指令由键盘显示板上的8031通过串行口RXD，TXD与采集存储板上的8031的串行口TXD，RXD相连。采集存储板接收到命令负责采集存储处理，处理结果送回键盘显示板进行显示和打印。
全文摘要
一种机床电气监测仪，属于机床电器维修领域。其主要特征在于采用单片微型计算机技术，由采集转换板、采集存储板和键盘显示板组成。对机床电器可实时在线地对多点进行开关量和模拟量的实时采集、存储、打印，以便查询、显示机床电器各部分的工作情况，及时准确分析判断故障原因。
文档编号G01R31/02GK1068658SQ92101168
公开日1993年2月3日 申请日期1992年2月20日 优先权日1992年2月20日
发明者袁宝玉, 沙非 申请人:袁宝玉, 沙非