专利名称：设备转速和停机时间管理器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种设备转速设定限制和停机时间的管理器。
在现有技术中，经检索没有发现可以用于转速管理和设备停机时间统计管理功能的装置。部分设备对运行转速是有严格要求和限制的，当设备运行速度超过一定值时，如直流调速电机转速突然增加或满速时，将发生柴油发电机“飞车”事故，可能导致系统和设备严重损坏，甚至危及人身安全；部分机电设备虽然配有变频调速器或测速装置，可以通过设置变频器“上限频率”来限制设备的最高允许转速，由于变频器显示的参数是“运行频率”不能直接显示设备转速参数，当最高允许转速需要频繁修改时，就需要修改变频器参数才能完成，而纯测速装置只能显示转速而无转速限定功能。与时间统计管理功能比较接近的是工作效率百分比统计功能，其统计参数为工作时间除以开机时间的百分比，其参数并不直观明了，因而不便于管理。
本实用新型的目的是设计一种设备转速限制和停机时间管理器，通过对设备转速的限制和停机时间的统计管理，以避免瞬时紧急停车产生严重后果，并监管设备操作人员的生产进度状况，从而有助于提高设备生产效率。
为了达到上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案；设计一种管理器，其结构特征为(1)控制面板上具有上电复位按钮SW1(1)、停机时间请零按钮SW5(2)、转速上升按钮SW4(3)、转速下降按扭SW3(4)、控制锁LOCK SW2(5)、字符型液晶显示屏(6)和主线路板的总线插座CN1(7)；(2)管理器具有八位微处理器芯片、字符型液晶显示模块部件、微处理器监控芯片、闪光报警指示灯电路、停机控制电路、掉电保护电路、测速传感器CGQA、安全报警传感器CGQB、缺料送空报警传感器CGQC和开关量接口；(3)管理器系统中设有T0定时器和T1计数器；上电复位按钮SW1(1)通过主线路板总线插座CN1和端子板总线插座CN2与+12V电源连接，停机时间清零按钮SW5(2)一端通过控制锁LOCK SW2(5)与公共地连接，另一端与八位微处理器芯片的P2.0和74LS21的1端连接，转速上升按钮SW4(3)一端通过控制锁LOCK SW2(5)与公共地连接，另一端与八位微处理器芯片的P2.0和74LS21的2端连接，转速下降按钮SW3(4)一端通过控制锁LOCK SW2(5)与公共地连接，另一端与八位微处理器芯片的P2.0和74LS21的4端连接，控制锁LOCK SW2(5)一端与公共地连接，另一端与SW3、SW4、SW5的一端连接，主线路板的总线插座CN1(7)与端子板总线插座CH2(20)通过20芯排插连接，主线路板的总线插座CN1(7)与端子板的总线插座CN2(20)的端子引线排列相同。
在实施过程中，T0定时器用于产生脉宽为50ms定时脉冲，在T0中断子程序中判断是否计满100次，用软件产生50ms×100=5000ms即5秒的时钟；设备开机工作后，测速传感器CGQA将在测速转盘上测得的脉冲信号经光电隔离电平转换后送往单片机的计数器T1进行计数，由于测速转盘已将转速信号放大了12倍，故单片机的计数器T1在5秒钟内所计得的数值减去初值后即为设备的每分钟转速值，计满5秒立即触发单片机的外部0中断，读取计数器T1在5秒内的计数值，减去初值后判断转速值＞1转/分？(转速＞1转/分作为判断不停机的标准)，转速＞1转/分，则在液晶显示中刷新转速，否则在原有停机时间的基础上累加5秒后送液晶显示，设备停机后，停机时间便会每隔5秒不停累计送液晶显示刷新，直到设备开机为止，从而实现了设备转速刷新与停机的统计管理。计数器T1设置为自动重装的8位计数器，初值为255一设定转速，当设备转速超过设定转速时，单片机的T1计数器溢出中断，报警灯ZD闪亮8秒后使P2.3口输出低电平，经反相器反相后，驱动三极管VT1饱和导通，继电器RELAY1得电即常开触点闭合，从而控制设备电气部分的热继电器常开触点FR97,FR98闭合使设备停止工作，从而实现转速限制管理功能。
本实用新型较好的技术方案是控制锁LOCK SW2(5)是一个由人工控制的钥匙进行开关的控制锁，为了防止任意修改设定转速和停机时间参数，在电路中设置的控制锁LOCK SW2(5)平时是断开的，只有用钥匙打开控制锁使SW2闭合才能修改实现修改设定转速和停机时间清零，SW4为设定转速上升按钮，每按一次则转速上升一转，连续按则转速连续上升；SW3为设定转速下降按钮，每按一次则转速下降一转，连续按则转速连续下降，转速调节范围为0-255转/分，根据转速较高场合的需要，在程序中修改计数器为16位则计数范围为0-65535；SW5为停机清零按钮，每按一次，则停机时间即可清零，以上按钮的操作利用单片机的外部中断1实现。在该外部中断子程序中，还有停电或电源出现故障是将单片机进入掉电保护的功能，使3.6V的备用电源通过VD2对片机的Vcc端供电，使存于片内RAM的转速设定参数和停机时间参数得以保存，掉电检测利用微处理器监控芯片PFI端实现，检测门限值为1.25V，通过对W1的调节使PFI端的电压为1.35V，当突然停电或电源出现故障时，PFI端的电压开始下降至1.25V以下时，PFO端输出低电平引发单片机的外部1中断，在中断子程序中判断P3.7口是否为低电平(P3.7口作为区分是按钮操作与掉电保护)，如是则立即进入掉电保护。
本实用新型较好的技术方案也可以是管理器具有安全报警传感器CGQB、缺料送空报警传感器CGQC和开关量接口，CGQB光电传感器用于安全报警，当检测到不安全因素时自动停机报警；CGQC传感器用于设备缺料送空报警，当设备缺料时给出报警信号ZD提示；P2.5作为开关量接口(也可以是电平信号)用于设备如断针或其它功能的停机报警。
本实用新型较好的技术方案还可以是管理器具有一个用作多机通讯的通讯接口，MAX1487E用于将单片机的RS-232接口转换为RS-485通讯接口，以便用于多机通讯，将各设备的转速和停机时间等参数送往一主机集中管理和显示。
与现有技术相比，本实用新型具有以下明显的优点1、由于设备安装了转速管理器，实现了转速的限制和管理，可以使设备运行的转速限制在一定范围内，超速就会自动停机，可以有效避免各种机械故障和质量事故的发生；2、有了停机时间管理器，管理人员可以准确知道停机时间并进行分析，实现了对设备运行状况进行有效的监控，随时了解设备的工作状态并采取相应的管理措施，有利于提高设备的工作效率和设备利用率；3、由于采用了微处理器监控芯片MAX813L，该芯片具有上电复位、手动复位、电压监测、看门狗(Watchdog)功能，使得电路功能齐全而结构简单，特别是MAX813L的看门狗功能，当由于某种严重干扰而出现“死机”时，使单片机不能通过P1.0口定期改变WDI电平，Watchdog电路便会在1.6秒后产生复位信号，使单片机自动复位，待经过200ms复位脉寛后，程序从0000H开始重新执行，保证系统的正常运转。
以下对本实用新型的附图进行简要说明
图1是管理器面板图，图2是接线端子盒图，图3是单片机程序流程图，图4是电气原理图，图1中1是上电复位按钮，即图4中的SW1，为常闭型按钮，通过CN1和CN2与+12V电源连接；2是停机时间清零按钮，即图4中的SW5，为常开型按钮，一端通过SW2与公共地连接，另一端与AT89C51的P2。0和74LS21的1端连接；3是转速上升按钮，即图4中的SW4，为常开型按钮，一端通过SW2与公共地连接，另一端与AT89C51的P2.1和74LS21的2端连接；4是转速下降按钮，即图4中的SW3，为常开型按钮，一端通过SW2与公共地连接，另一端与AT89C51的P2.2和74LS21的4端连接；5是LOCK，为SW3、SW4、SW5按钮的控制锁，即图4中的SW2，一端与公共地连接，另一端与SW3、SW4、SW5的一端连接。图2中，1接传感器CGQA的+12V电源端，与端子板19端+12V电源连接，2接传感器CGQA的公共地，与端子板18端公共地连接，3接传感器CGQA的输出端，与图4传感器CGQA的OUTA连接，4接传感器CGQB的+12V电源端，与端子板19端+12V电源连接，5接传感器CGQB的公共地，与端子板18端公共地连接，6接传感器CGQB的输出端，与图4传感器CGQB的OUTA连接，7接传感器CGQC的+12V电源端，与端子板19端+12V电源连接，8接传感器CGQC的公共地，与端子板18端公共地连接，9接传感器CGQC的输出端，与图4传感器CGQC的OUTC连接，10是B端，接RS485总线，与图4的MAX1487E芯片B端连接，11是A端，接RS485总线，与图4的MAX1487E芯片A端连接，12是FR98，与图4RELAY1常开触点下端FR98连接，13是FR97，与图4RELAY1常开触点上端FR97连接，与12端一起接设备电气热继电器的FR97,FR98，14是公共地，与端子板18端公共地连接，15是P2.5，用于开关量或电平输入，与图4的AT89C51芯片的P2.5端连接，16是公共地，与端子板18端公共地连接，17是ZDOUT，接信号灯，与图4的RELAY2常开触点下端ZDOUT连接，18是公共地，直流输入电源的公共地，19是+12V，接直流电源的+12V输入端，20是CN2，与图4的CN1连接，二者的端子引线排列相同，21是+12V电源，CN1接图4的SW1,CN2接图2的19端；22是公共地，CN1接图4的公共地，CN2接图2的18端；23是ZDOUT,CN1接图4的RELAY2常开触点下端ZDOUT,CN2接图2的17端；24是OUTA,CN1；接图4的IC2的2脚，CN2接图2的3端；25是OUTB,CN1；接图4的IC5的2脚，CN2接图2的6端；26是OUTC,CN1；接图4的IC6的2脚，CN2接图2的9端；27是A,CN1接图4的IC8的A端，CN2接图2的11端；28是B,CN1接图4的IC8的B端，CN2接图2的10端；29是P2。5,CN1接图4的AT89C51的P2.5,CN2接图2的15端；30是FR97,CN1接图4的RELAY1常开触点上端FR97,CN2接图2的13端；31是FR98,CN1接图4的RELAY1常开触点下端FR98,CN2接图2的12端。
以下以邦纳迪制钮机使用本实用新型为例，来说明管理器的使用，管理器的面板和接线端子盒同图1和图2，将转速和停机时间管理器接通+12V电源即开始工作，液晶显示部分AXXX为设定转速，B:XXX为实际转速，C:XXXHXXXMXXXS为停机时间；开启控制锁LOCK，根据制钮机的规程规定的最高转速限制和工艺要求，使用转速上升按钮和转速下降按扭，设定最高限制转速为150转/分，当转速超过设定值时，报警灯亮起8秒后再使制钮机停止运行，当制钮机停机时，停机时间则自动开始累加统计，所以使用转速和停机时间管理器使得制钮机的转速限制和停机时间管理功能得以具体地实现。
权利要求1.一种设备转速和停机时间管理器，具有控制面板、端子板和工作电路，其特征在于(1)、控制面板上具有上电复位按钮SW1(1)、停机时间清零按钮SW5(2)、转速上升按钮SW4(3)、转速下降按钮SW3(4)、控制锁LOCK SW2(5)、字符型液晶显示屏(6)和主线路板的总线插座CN1(7)；(2)、管理器具有八位微处理器芯片、字符型液晶显示模块部件、微处理器监控芯片，闪光报警指示灯电路、停机控制电路、掉电保护电路、测速传感器CGQA，系统中设有T0定时器和T1计数器上电复位按钮SW1(1)通过主线路板总线插座CN1和端子板总线插座CN2与+12V电源连接，停机时间清零按钮SW5(2)一端通过控制锁LOCK SW2(5)与公共地连接，另一端与八位微处理器芯片的P2.0和74LS21的1端相连，转速上升按钮SW4(3)一端通过控制锁LOCK SW2(5)与公共地连接，另一端与八位微处理器芯片的P2.1和74LS21的2端相连，转速下降按钮SW3(4)一端通过控制锁LOCK SW2(5)与公共地连接，另一端与八位微处理器芯片的P2.2和74LS21的4端相连，控制锁LOCK SW2(5)一端与公共地连接，另一端与SW3、SW4、SW5的一端连接，主线路板的总线插座CN1(7)与端子板总线插座CN2(20)通过20芯排插连接，主线路板的总线插座CN1(7)与端子板总线插座CN2(20)的端子引线排列相同。
2．根据权利要求1所述的管理器，其特征在于；控制锁LOCK SW2(5)是一个由人工控制的钥匙进行开关的控制锁。
3.根据权利要求1所述的管理器，其特征在于管理器具有安全报警传感器CGQB、缺料送空报警传感器CGQC和开关量接口。
4.根据权利要求1所述的管理器，其特征在于管理器有一个用作多机通讯的通讯接口。
专利摘要本实用新型公开了一种设备转速和停机时间管理器,具有上电复位按钮(1)、停机时间清零按钮(2)、转速上升按钮(3)、转速下降按扭(4)、控制锁(5)、液晶显示屏(6)和主线路板总线插座(7)以及相关工作电路和报警装置,解决了对设备转速设定限制和停机时间的管理问题,可有效避免各种机械故障和质量事故的发生,具有结构简单、操作方便和安全可靠等优点,广泛适用于各机械行业使用。
文档编号G05D13/00GK2445501SQ0025166
公开日2001年8月29日 申请日期2000年9月12日 优先权日2000年9月12日
发明者周锋 申请人:周锋