一种基于现场总线的电机转速测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种基于现场总线的电机转速测量检定
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【背景技术】
[0002]现场总线是指一种应用于生产现场，在测量控制设备之间、测量控制设备与监控装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术。现场总线设备与计算机和网络设备进行连接，构成一个开放的、分布式现场总线系统，它可以把挂接在总线上、作为网络节点的设备连接为实现各种测量控制功能的自动化系统，实现如PID控制、误差计算、指令控制、显示监控、优化及控管一体的综合自动化功能。现场总线技术具有体系标准开放性、总线设备交互性、现场设备自治性和系统环境适应性的特点，能够应用于高温严寒、粉尘、电磁干扰、震动、易燃易爆等复杂的工业生产和科学实验环境中。目前常用的现场总线协议包括:Profibus>FF HKFF HSE、P_Net、ControlNet、SwiftNet、DeviceNet、Interbus 等。通过米用现场总线技术可以节省测量控制系统的安装费用，节省维护开销，提高系统的可靠性，为用户提供更为灵活的集成主动权。
[0003]在工业生产和日常应用中，电机是一种具有广泛用途的设备，而电机转速是衡量电机性能和运转状况的重要指标，电机转速的测量与误差分析也是电机出厂检定的重要步骤。传统的电机转速测量方法主要采用手持式或固定式检测设备，获得单个被测电机的转速数据，然后人工进行数据的分析与汇总，进而判断电机的转速是否符合相关指标和技术要求。现有的电机转速测量设备不支持多台设备的同时操作，在测试数据的传输与存储处理方面不够灵活，在高温严寒、电磁干扰等特殊环境中的安装使用也不方便。因此，系统结构简单、环境适应性好、具有分布式控制和处理能力的电机转速测量装置具有重要的应用前景。
【实用新型内容】
[0004]为了解决现有测试装置中存在的上述问题，实现测量装置远程控制、连接扩展灵活、能同时测量多台设备、数据处理与传输简便、环境适应性强、具备分布式控制和处理能力的目标，本实用新型提供一种基于现场总线的电机转速测量装置。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]一种基于现场总线的电机转速测量装置，包括传感器接口，所述传感器接口连接测速传感器和微处理器，微处理器连接显示屏、功能按键、总线接口和无线局域网接口，总线接口和无线局域网接口通过现场总线与远程计算机进行通信。
[0007]所述测速传感器为霍尔式传感器、磁电式传感器或光电式传感器，电机上固定感应器件，安装传感器探头。
[0008]所述微处理器包括中央处理器和数据存储器。
[0009]所述总线接口包括总线控制器、光隔离器和数据端口，总线控制器集成现场总线协议和以太网协议，数据端口为外部有线链路接口。
[0010]所述无线局域网接口与总线接口中的总线控制器相连。
[0011]本实用新型可以实时测量电机转速结果，并进行误差分析，连接扩展灵活、能同时测量多台设备、数据处理与传输简便、环境适应性强、具备分布式控制和处理能力，可用于电机性能的检定和工作状态监视等多种场合。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构示意图；
[0013]图2是本实用新型的总线接口示意图；
[0014]图3是多个电机转速测量装置串联示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，一种基于现场总线的电机转速测量装置，包括传感器接口，所述传感器接口连接测速传感器和微处理器，微处理器连接显示屏、功能按键、总线接口和无线局域网接口，总线接口和无线局域网接口通过现场总线与远程计算机进行通信。传感器接口用于接收电机转速传感器输入的转动信号，所述测速传感器为霍尔式传感器、磁电式传感器或光电式传感器和激光传感器等，通过感应对象引起的电信号变化获得测量信号，电机上固定感应器件，可以是磁钢、感光贴纸等，安装传感器探头，获得测量信号，测速传感器内部集成整形隔离电路，输出整形后的信号至传感器接口。以霍尔式传感器为例，其感应对象为磁性材料，例如磁钢。随着电机转动，固定在电机转动轴上的磁钢，引起传感器探头如端的磁场变化，使内部霍尔元件产生霍尔电势，经过调整和放大电路输出测量信号。以NJK系列霍尔传感器为例，它由电压调整器、霍尔电压发生器、差分放大器、施密特触发器和集电极开路的输出极组成，集成在一个钢制的传感器探头内，具有防水、防尘、抗电磁干扰的特点，其输入为磁感应强度，输出是一个数字电压信号。
[0016]所述微处理器包括中央处理器和数据存储器。微处理器单元采用LPC2377/2378微控制器，它是一款16/32位ARM7TDM1-S处理器，运行速率高达72MHz，适合于工业控制、医疗系统等应用场合，本装置在处理器外部扩展了 16MB的Flash存储器。利用该微处理器进行电机转动信号的处理，采用Μ/T法即测周法和测频法结合进行转速测量，根据电机转速性能设定采样时间。转速测量时间结束后，根据测得的转速数据，计算电机转速的最大值、最小值、平均误差和测量精度，所有的测量和分析结果存储在Flash存储器中。
[0017]显示屏用于显示电机转速测量的实时结果、统计分析结果以及装置的工作状态。
[0018]功能按键用于手动控制该测量装置的启动、停止和功能选择，通过显示屏可查看按键操作信息。
[0019]如图2所示，总线接口包括总线控制器、光隔离器和数据端口。总线控制器集成了现场总线协议和以太网协议，总线控制器选用Anybus CompactCom C30芯片，它集成了Profibus、DeviceNet、Ethernet和CAN网络协议,作为通信协同处理器,进行数据和指令的传输控制，适用于主流的现场总线和工业以太网的接口管理。由于其支持以太网，可以为以太网转无线局域网提供支持，因此在总线接口上扩展了工业无线局域网的接口功能。光隔离器用于总线信号和嵌入式处理器信号的隔离，数据端口提供外部有线链路接口，如双绞线、电缆或光缆接口。所述无线局域网接口与总线接口中的总线控制器相连，提供无线信号的输入输出接口，支持工业WIFI。
[0020]本实用新型可以通过远程指令或按键控制电机转速测量的开始与结束；测量数据和分析结果可以在装置所属的显示屏上显示，也可以通过现场总线传输到远程计算机。
[0021]如图3所示，当同时测量多台电机的转速数据时，可以使多个测量装置进行串联，建立测试网络。通过远程计算机管理和控制各个总线装置的工作状态和数据汇总。
[0022]本实用新型的供电方式采用内部电池供电和现场总线供电两种方式，使用电池供电时可单独作为测试装置使用，使用现场总线供电时，可以多个装置级联，同时测量多台电机的工作状态。
[0023]本实用新型采用防雨、防潮、抗电磁干扰的壳体封装，电路采用灌封技术，达到IP67防护级别，采用具有电磁屏蔽能力的数据接口，选用工作温度范围较宽的电子器件，采用屏蔽双绞线或光缆作为有线传输方式，采用工业WiFi作为无线传输方式，具有较高的环境适应性。
[0024]本实用新型可以实时测量电机转速结果，并进行误差分析，可用于电机性能的检定和工作状态监视等多种场合。
【主权项】
1.一种基于现场总线的电机转速测量装置，其特征在于:包括传感器接口，所述传感器接口连接测速传感器和微处理器，微处理器连接显示屏、功能按键、总线接口和无线局域网接口，总线接口和无线局域网接口通过现场总线与远程计算机进行通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于现场总线的电机转速测量装置，其特征在于:所述测速传感器为霍尔式传感器、磁电式传感器或光电式传感器，电机上固定感应器件，安装传感器探头。
3.根据权利要求1所述的一种基于现场总线的电机转速测量装置，其特征在于:所述微处理器包括中央处理器和数据存储器。
4.根据权利要求1所述的一种基于现场总线的电机转速测量装置，其特征在于:所述总线接口包括总线控制器、光隔离器和数据端口，总线控制器集成现场总线协议和以太网协议，数据端口为外部有线链路接口。
5.根据权利要求1所述的一种基于现场总线的电机转速测量装置，其特征在于:所述无线局域网接口与总线接口中的总线控制器相连。
【专利摘要】一种基于现场总线的电机转速测量装置，包括传感器接口，所述传感器接口连接测速传感器和微处理器，微处理器连接显示器、功能按键、总线接口和无线局域网接口，总线接口和无线局域网接口通过现场总线与远程计算机进行通信。本实用新型提供一种基于现场总线的电机转速测量装置，解决了现有测试装置中存在的问题，可以实时测量电机转速结果，并进行误差分析，连接扩展灵活、能同时测量多台设备、数据处理与传输简便、环境适应性强、具备分布式控制和处理能力，可用于电机性能的检定和工作状态监视等多种场合。
【IPC分类】G01P3-00, H04L29-06, G05B19-042
【公开号】CN204302720
【申请号】CN201420775431
【发明人】杨会杰, 杨静, 刘志华, 王烟青, 陈旭锋, 王初阳
【申请人】中国人民解放军63888部队
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月10日