专利名称：可编程控制计算机的测频输入电路及测频方法
技术领域：
本发明属于一种频率测试方法，特别是涉及一种能实现可编程控制计算机本机具有 高精度测频单元的可编程控制计算机的测频输入电路及测频方法。
背景技术：
目前，水电行业市场产品中的测频有两种方法l.采用单片机测频，由于该测频方
式要完全通过集成线路板来完成，所以抗干扰能力差且故障率高。2.采用PLC(可编程逻 辑控制器)本机测频，由于PLC内部晶振频率较低(10 50KHz)，所以直接影响了测频 精度。PCC (可编程控制计算机)采用了本机软件测频，它的测频晶振是6.29MHz，不 但保证了测频的可靠性，而且大幅度提高了测频精度。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能实现可编程控制计算机本机 具有高精度测频单元的可编程控制计算机的测频输入电路及测频方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是 一种可编程控制计 算机的测频输入电路及测频方法。可编程控制计算机的测频输入电路，包括有变压器和 运算放大器U1A，其中，变压器的输入端连接被测装置的频率信号；变压器输出端的正
极通过电阻R2与电阻R3的串联连接运算放大器U1A的正相输入端；电阻R2与电阻 R3的连接点还连接电容C1的一端，电容C1的另一端接变压器输出端的负极；电阻R3 与运算放大器U1A的正相输入端脚2的连接点还连接二极管Dl的负极和二极管D2的 正极，二极管D1的正极和二极管D2的负极均连接变压器输出端的负极；变压器输出端 的负极还通过电阻R4及电阻Rl接运算放大器U1A的输出端，运算放大器U1A的反相 输入端脚3连接在电阻R4与电阻R1的连接点上；运算放大器U1A的输出端A8连接可 编程控制计算机的信号输入端。
对可编程控制计算机的测频输入电路的信号进行测频的方法，包括如下步骤
(1) 进行初始化功能块使能、设置运算模式和计数个数；
(2) 调用功能模块；
(3) 判断是否有硬件故障没有硬件故障，进入第(4)步骤，否则进入第(8)步
骤；
(4) 进行脉冲计数；
(5) 判断是否有信号故障没有信号故障，进入第(6)步骤，否则进入第(9)步
骤；
(6) 对信号进行滤波和频率计算；
(7) 故障报警复位后结束；
(8) 进行故障报警后结束；
(9) 进行故障报警后结束。
第(1)步骤所述的设置运算模式是计算脉冲上升沿。
第(2)步骤所述的调用功能模块是调用可编程控制计算机的LTXcpiO ()模块。
第(6)步骤所述的对信号进行频率计算，是采用如下公式进行计算
fj=f/N
其中fj:实际频率；f:可编程控制计算机内部计数频率； N:相邻两个上升沿之间的脉冲数。 本发明具有的优点和积极效果是本发明的可编程控制计算机的测频输入电路及测 频方法，其PCC本机测频方式的频率计算是通过软件编程方式实现的，不需要另外配置 硬件进行测频，因此，本发明的测频方式具有可靠性高、测量精确，使用方便的特点。
图l是本发明的电路原理图2是本发明测频方法的流程图3是本发明的测频原理示意图。
具体实施例方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图 详细说明本发明的可编程控制计算机的测频输入电路及测频方法如下-
如图1所示，本发明的可编程控制计算机的测频输入电路，包括有变压器T和运算 放大器U1A，其中，变压器T的输入端连接被测装置的频率信号A10、 All;变压器T 输出端的正极通过电阻R2与电阻R3的串联连接运算放大器U1A的正相输入端脚2;电 阻R2与电阻R3的连接点还连接电容Cl的一端，电容Cl的另一端接变压器T输出端 的负极；电阻R3与运算放大器U1A的正相输入端脚2的连接点还连接二极管Dl的正 极和二极管D2的负极，二极管D1的负极和二极管D2的正极均连接变压器T输出端的 负极；变压器T输出端的负极还通过电阻R4及电阻Rl接运算放大器U1A的输出端， 运算放大器U1A的反相输入端脚3连接在电阻R4与电阻Rl的连接点上；运算放大器 U1A的输出端A8连接可编程控制计算机的信号输入端。
例如当需要对水轮发电机机端电压互感器PT的正弦波频率信号进行测频，首先将 来自水轮发电机机端电压互感器PT的正弦波频率信号连接在可编程控制计算机(PCC) 的测频输入电路的输入端AIO， All，信号从输入端经隔离变压器隔离，滤波、整形后得 到频率的方波信号。该方波信号经运算放大器Ul (型号LF124)进行放大后至输出端
A8，此输出端A8连接PCC (型号IP161)的输入端(即与PCC的X1-16端相连)。
如图2所示，本发明的对可编程控制计算机的测频输入电路的信号进行测频的方法， 包括如下步骤
(1) 进行初始化功能块使能、设置运算模式和计数个数，所述的设置运算模式是 计算脉冲上升沿；
(2) 调用功能模块，是调用可编程控制计算机的LTXcpiO ()模块；
(3) 判断是否有硬件故障没有硬件故障，进入第(4)步骤，否则进入第(8)步
骤；
(4) 进行脉冲计数，是采用如下公式进行计算
f=f/N
其中fj:实际频率；f:可编程控制计算机内部计数频率； N:相邻两个上升沿之间的脉冲数；
(5) 判断是否有信号故障没有信号故障，进入第(6)步骤，否则进入第(9)步
骤；
(6) 对信号进行滤波和频率计算；
(7) 故障报警复位后结束；
(8) 进行故障报警后结束；
(9) 进行故障报警后结束。
图3是本发明的测频原理示意图，其中，F表示PT信号波形，F'表示整形后波形， A表示第一个上升沿，A'表示第二个上升沿，f表示PCC计数器计数频率，N表示N个脉冲。
PCC内部计数频率f是一个稳定的高频时钟信号6.29MHz， PCC对整形放大后的频 率方波信号的相邻两个上升沿之间的脉冲进行计数，并记其值为N，那么可通过下式计 算得到实际的频率fj: fj=f/N，
其中fj —实际频率；f一PCC内部计数频率；N—相邻两个上升沿之间的脉冲数。
例如
PCC内部计数频率f为100KHz，当测得相邻两个上升沿之间的脉冲数N为1960时， 则可计算出频率
fi=f/N = 100000/1960 - 51.020408Hz
权利要求
1.一种可编程控制计算机的测频输入电路，其特征是包括有变压器(T)和运算放大器U1A，其中，变压器(T)的输入端连接被测装置的频率信号(A10、A11)；变压器(T)输出端的正极通过电阻R2与电阻R3的串联连接运算放大器U1A的正相输入端(2)；电阻R2与电阻R3的连接点还连接电容C1的一端，电容C1的另一端接变压器(T)输出端的负极；电阻R3与运算放大器U1A的正相输入端脚2的连接点还连接二极管D1的负极和二极管D2的正极，二极管D1的正极和二极管D2的负极均连接变压器(T)输出端的负极；变压器(T)输出端的负极还通过电阻R4及电阻R1接运算放大器U1A的输出端，运算放大器U1A的反相输入端脚3连接在电阻R4与电阻R1的连接点上；运算放大器U1A的输出端A8连接可编程控制计算机的信号输入端。
2. —种对权利要求1所述可编程控制计算机的测频输入电路的信号进行测频的方法， 其特征是包括如下步骤(1) 进行初始化功能块使能、设置运算模式和计数个数；(2) 调用功能模块；(3) 判断是否有硬件故障没有硬件故障，进入第(4)步骤，否则进入第(8)步骤；(4) 进行脉冲计数；(5) 判断是否有信号故障没有信号故障，进入第(6)步骤，否则进入第(9)步骤；(6) 对信号进行滤波和频率计算；(7) 故障报警复位后结束；(8) 进行故障报警后结束；(9) 进行故障报警后结束。
3. 根据权利要求2所述的对权利要求1所述可编程控制计算机的测频输入电路的信 号进行测频的方法，其特征是第(1)步骤所述的设置运算模式是计算脉冲上升沿。
4. 根据权利要求2所述的对权利要求1所述可编程控制计算机的测频输入电路的信 号进行测频的方法，其特征是第(2)步骤所述的调用功能模块是调用可编程控制计算 机的LTXcpiO ()模块。
5. 根据权利要求2所述的对权利要求1所述可编程控制计算机的测频输入电路的信 号进行测频的方法，其特征是第(6)步骤所述的对信号进行频率计算，是采用如下公式进行计算fJ=f/N其中fj:实际频率；f:可编程控制计算机内部计数频率； N:相邻两个上升沿之间的脉冲数。
全文摘要
一种可编程控制计算机的测频输入电路及测频方法，电路变压器输入端连接输入频率，输出通过电阻R2、R3串联至运放U1A的正相输入端；电阻R2、R3连接电容C1；电阻R3与运放U1A的正相输入端共同连接二极管D1的负极和D2的正极；变压器输出端负极通过电阻R4、R1接运放U1A的输出端，运放U1A的反相输入端连接在电阻R4、R1的连接点上；运放U1A的输出端连接可编程控制计算机的信号输入端。方法初始化；调用功能模块；判断硬件故障；脉冲计数；判断信号故障；对信号进行滤波和频率计算；故障报警复位后结束；进行故障报警后结束；进行故障报警后结束。本发明PCC本机测频方式的频率计算是通过软件编程方式实现的，不需要另外配置硬件进行测频，可靠性高、测量精确，使用方便的特点。
文档编号G01R23/02GK101339211SQ20081005412
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月14日 优先权日2008年8月14日
发明者刘卫亚, 张中亚 申请人:天津电气传动设计研究所