基于以太网的工业监控系统的制作方法_3

文档序号:10406517阅读:来源:国知局
105A。野火ENC28J60以太网模块上的RJ45接口,用于控制器与交换机的网线连接。以太网模块9的第9脚(CS#)接第一芯片Ul的第51脚(PB12),以太网模块9的第8脚(SCK)接第一芯片Ul的第52脚(PB13),以太网模块9的第6脚(SO)接第一芯片Ul的第53脚(PB14),以太网模块9的第7脚(SI)接第一芯片Ul的第54脚,以太网模块9的第4脚(INT#)接第一芯片Ul的第63脚(PC6),以太网模块9的第10脚(RESET)接第一芯片Ul的第64脚(PC7)。
[0031]将主控制器I与控制电机设备电路4相连接,即将第一芯片的第18脚与控制设备电路4的接口连通。然后,通过温湿度传感器11和电压采集电路10采集被控电机设备上电压的电压及温湿度等数据,采集的数据送入主控制器I,在TFT屏上显示的同时,通过以太网模9把数据传输给路由交换机8,路由交换机8将接收到的数据信息通过互联网6传输到PC监控机5上,由PC监控机5进行数据处理,并在PC监控机5和智能手机7等设备上以网页的形式对数据进行监测。同时,用户不仅可以在异地通过网页页面获取实时数据信息,对数据进行分析处理,并能够通过网页页面对现场设备进行实时控制。
[0032]电压采集电路10采集电压时主要分为四部分:
[0033]第一部分包括变压器Tl成倍数的降压处理,整流桥D4以及对输入电压检测的第一发光二极管Dl(LEDl)。第一保险管Fl和第二保险管F2能够防止电路被输入的大电流冲击,避免控制器和采集电路的损坏,第一发光二极管Dl的作用是检测是否有电压输入,若LEDl发光,说明有电压输入;若不亮,可能设备或前端电路出现了故障。第六电阻R6起到限流的作用,保护LEDl的使用,防止因电流过大损坏LEDl。
[0034]第二部分采用运算放大器加电压跟随器的方式,由第三芯片U3构成的运算放大器和电压跟随器,第三芯片U3为LF353运算放大器芯片,第五电阻R5和第七电容C7是为了抑制干扰。
[0035]第三部分是第四芯片U4构成的电压跟随器,起到隔离的作用,以便在AD入口前进行阻抗匹配。
[0036]第四部分为进入ADC通道之前的钳位电路,防止输入电压信号的异常和输入电压的越界,由第二二极管D2(IN4007)和第三二极管D3组成,第八电容C8为抑制干扰电容。由于第一芯片Ul的ADC输入电压不能高于3.3V,若高于3.3V,将烧毁ADC通道,造成不可修复的损坏,甚至有可能损坏整个控制器。
[0037]报警电路3与主控制器I的管脚I3BO相连接。其中的第五二极管D5采用IN4007二极管,这个二极管的作用:由于蜂鸣器S内部有线圈,相当于一个电感,在电路开关断开时会感应出一个很大的正电压加在集电极上,这个正电压很有可能会超过三极管Ql的击穿电压,所以,加上二极管进行保护,使电流不能突变,导通的时候电流慢慢增大,当截止时候,内部的大电流通过二极管自身的环路消耗掉。第十一电阻Rll的作用:单片机刚上电时,1 口的电平不稳定,蜂鸣器会响一下,接一个1K左右的电阻到地,把这个不稳定的信号过滤掉,输出到地面,同时也非常使用于电机工作的电路,目的是防止上电瞬间电机乱转现象。三极管Ql的作用是驱动报警电路,当单片机有输出信号时,来控制喇叭的鸣响,产生报警。
[0038]如图8所示,电压采集和温湿度采集为主控制器I的数据分析和监控提供了可能。电压计温湿度采集的流程主要提供了工作现场的环境温湿度的数据和设备工作时的电压,从而来判断设备是否工作在适宜的环境和处于正常工作状态。本次采集通道是ADCl通道10,即控制器PCO端口。开启电压转换,在实际的ADC电压采集中,对于采集3V左右的电压时,同一点采集的值会有O?5mv的波动,若将其放大1000倍,误差就达到了 5V。为此,对电压采集10次取平均值,来尽量减少电压采集时候的误差,在实际对3V左右的电压测量时,采集电压已经基本趋于稳定。
[0039]如图9所示,本【具体实施方式】主要由现场检测与控制和远程控制两部分组成,其中互联网为控制系统中的重要部分,为控制器和远程计算机及智能手机的互联提供了保障。现场检测和控制部分:温湿度检测传感器DHTl I作为对工业现场环境检测,电压采集电路作为对被控制设备的电压检测,RTC时钟作为系统的时间显示,把检测的信号传送给主控制器,主控制器通过对所接收的信号进行分析和处理,把当前实时的工业现场环境温湿度,被控制设备的电压,系统的时间显示在TFT屏上,有利于现场工作人员可以随时了解现场环境和设备的状态。与此同时,通过以太网模块ENC28J60把数据打包转发到网络,供远程计算机和智能手机进行读取和监控。如果温湿度及电压检测到异常,控制器会把异常通过报警电路端口发出信号进行报警。远程控制部分:远程端的控制主要是对控制器通过以太网模块转发到网络的数据进行读取和通过网络对现场设备及报警电路的控制;远程用户通过用户名和密码的输入,能直观的把现场的情况实时反应给远程监控人员,其中包括设备工作时的电压,现场工作环境的温湿度变化,设备的运转状态及控制运转的按钮,报警启动的按钮,系统的时间和日期显示。远程操作人员根据电压数据及温湿度数值做出相应的操作,从而达到安全生产的目的。
【主权项】
1.一种基于以太网的工业监控系统,其特征在于,包括主控制器(1),主控制器(I)分别与TFT屏显示电路(2)、报警电路(3)、控制电机设备电路(4)、以太网模块(9)、电压采集电路(10)和温湿度传感器(11)相连接;以太网模块(9)通过路由交换机(8)与互联网(6)相连,互联网(6)分别与PC监控机(5)和智能手机(7)信号连接。2.根据权利要求1所述的基于以太网的工业监控系统,其特征在于,所述的主控制器(I)包括第一芯片(U1),第一芯片(Ul)采用STM32F103VET6微处理器;第一芯片(Ul)的第15脚与电压采集电路(10)相连接;第一芯片(Ul)的第35脚与报警电路(3)相连接;第一芯片(Ul)的第37脚接拨动开关(SWl)的第I脚,拨动开关(SWl)的第3脚、第4脚和第5脚均接地,第一芯片(Ul)的第94脚接拨动开关(SWl)的第2脚,拨动开关(SWl)的第7脚和第8脚均接第三电阻(R3)的一端,拨动开关(SWl)的第6脚接第四电阻(R4)的一端,第三电阻(R3)的另一端和第四电阻(R4)的另一端均接3.3V电源;第一芯片(Ul)的第47脚分别与第二电阻(R2)的一端和第二芯片(U2)的第2脚相连接;第二电阻(R2)的另一端、第二芯片(U2)的第I脚和第六电容(C6)的一端均接3.3V电源,第六电容(C6)的另一端、第二芯片(U2)的第3脚和第二芯片(U2)的第4脚均接地;第一芯片(Ul)的第12脚分别接第一晶振(Yl)的第2脚和第一电容(Cl)的一端,第一芯片(Ul)的第13脚分别接第一晶振(Yl)的第I脚和第二电容(C2)的一端,第一电容(Cl)的另一端和第二电容(C2)的另一端接地;第一芯片(Ul)的第14脚分别与第一电阻(Rl)的一端、第五电容(C5 )的一端以及第一按键(KEY I)的一端相连接,第一电阻(Rl)的另一端接VCC电源,第五电容(C5)的另一端和第一按键(KEYl)的另一端接地;第一芯片(Ul)的第8脚分别与第二晶振(Y2)的第2脚和第三电容(C3)的一端相连接,第一芯片(Ul)的第9脚分别与第二晶振(Y2 )的第I脚和第四电容(C4 )的一端相连接,第三电容(C3 )的另一端和第四电容(C4)的另一端接地;第一芯片(Ul)的第51脚、第52脚、第53脚、第54脚、第63脚和第64脚均接以太网
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