专利名称：基于can总线的工业报警网络系统监控主机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工业生产安全技术领域，尤其是涉及一种用于工业生产现场报警信息管理的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机。
背景技术：
工业生产过程中，安全事故的发生经常不期而至，轻则导致生产设备的算坏，重则危及人的生命安全，导致火灾，有毒有害气体泄漏，甚至爆炸等严重事故，对人、企业乃至社会带来了无法承受的后果。在国家政府的高度关注下，所有企业都确立了相应的安全生产标准，其中非常重要的一环就是应用于生产现场的各类型预警、报警装置，大大提高了生产过程中的安全性，但是，由于生产过程中各类型生产设备提供商的不同，每个设备提供商仅针对各自的设备加装了报警装置，结果使得各类报警信息混杂，比如报警信息的事故等级不统一，报警方式不统一，报警后的处理不统一等等，给现场的安全管理标准化带来了困难，在一些大型生产场所，设备种类较多，对报警信息的管理就更加困难。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其结构简单，设计合理，体积小，便于携带，不间断供电提高了系统的抗干扰性能和可靠性，模块化设计使得本系统易于保养和维护，可扩展性强，实用性强，使用效果好，便于推广使用。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:包括CAN总线主节点控制器和为所述监控主机中各用电模块供电的电源模块，以及与CAN总线主节点控制器相接的数据处理器和设备控制器，所述数据处理器上连接有数据存储器，所述数据处理器的输入端接有用于输入控制参数的键盘，所述数据处理器的输出端接有用于显示故障报警信息的液晶显示电路模块，所述设备控制器的输出端接有用于在故障发生时断开故障设备供电回路的继电器、用于故障发生时发出声光报警信号的声光报警器和用于打印故障报警信息的打印机；所述电源模块包括直流电源、与直流电源相接的蓄电池和与蓄电池相接的欠压检测电路模块，所述监控主机中各用电模块通过双电源自动切换电路模块与直流电源和蓄电池相接，所述欠压检测电路模块与所述CAN总线主节点控制器的输入端相接。上述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述CAN总线主节点控制器为单片机C8051F040。上述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述数据处理器为ARM微处理器S3C2440。上述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述设备控制器为单片机C8051F310。上述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述数据存储器为SD卡。上述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述键盘为USB数字小键盘W-9017。上述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述液晶显示电路模块为TFT型液晶显示屏AT070TN83。上述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述继电器为电磁继电器。上述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述打印机为针式微型打印机。本实用新型与现有技术相比具有以下优点:1、本实用新型采用了集成化、模块化的设计，结构简单，设计合理，体积小，可简单的装入普通的工具箱内，携带、运输更加方便。2、本实用新型中的数据处理器采用了 ARM微处理器S3C2440，使得在保持工控机系统人机交互界面美观易懂的前提下，成本更低、体积更小，功耗也更低。3、本实用新型中的CAN总线主节点控制器采用了内部集成有CAN控制器的单片机C8051F040，提高了系统集成度，稳定性更高。4、本实用新型中的输出设备由独立的设备控制器集中管理，其模块化设计提高了装置的可互换性和通用性。
5、本实用新型中的电源模块为不间断供电系统，可在不接外接电源的情况下利用内部的蓄电池对系统持续供电，消除了停电、意外断电造成数据信息丢失的可能性，其欠压检测电路模块可以将蓄电池电压信息反馈给CAN总线主节点控制器，实现欠压报警，提示用户及时插入外接电源对蓄电池充电。6、本实用新型中的声光报警器可为距离该监控主机较远的人员提供视觉和听觉信息，保证了报警信息的有效性。7、本实用新型中的继电器可为用户的功能扩展留出升级空间。 8、本实用新型中的打印机为针式微型打印机，体积小，易操作，更换方便。9.本实用新型能够统一多种报警方式，便于报警后故障的处理，便于实现工业现场的安全管理标准化，实用性强，使用效果好，便于推广使用。综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，体积小，便于携带，不间断供电提高了系统的抗干扰性能和可靠性，模块化设计使得本系统易于保养和维护，可扩展性强，实用性强，使用效果好，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的电路原理框图。附图标记说明:I一CAN总线主节点控制器；2 —电源模块； 2_1—直流电源；2~2一畜电池；2-3—欠压检测电路申旲块；2-4—双电源自动切换电路模块； 3—数据处理器；[0030]4一设备控制器；5—数据存储器；6—键盘；7一液晶显不电路模块；8—继电器；9一声光报警器；10—打印机。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括CAN总线主节点控制器I和为所述监控主机中各用电模块供电的电源模块2，以及与CAN总线主节点控制器I相接的数据处理器3和设备控制器4，所述数据处理器3上连接有数据存储器5，所述数据处理器3的输入端接有用于输入控制参数的键盘6，所述数据处理器3的输出端接有用于显示故障报警信息的液晶显示电路模块7，所述设备控制器4的输出端接有用于在故障发生时断开故障设备供电回路的继电器8、用于故障发生时发出声光报警信号的声光报警器9和用于打印故障报警信息的打印机10 ;所述电源模块2包括直流电源2-1、与直流电源2-1相接的蓄电池2-2和与蓄电池2-2相接的欠压检测电路模块2-3，所述监控主机中各用电模块通过双电源自动切换电路模块2-4与直流电源2-1和蓄电池2-2相接，所述欠压检测电路模块2-3与所述CAN总线主节点控制器I的输入端相接。如图1所示，本实施例中，所述CAN总线主节点控制器I为单片机C8051F040。所述数据处理器3为ARM微处理器S3C2440。所述设备控制器4为单片机C8051F310。所述数据存储器5为SD卡。所述键盘6为USB数字小键盘W-9017。所述液晶显示电路模块7为TFT型液晶显示屏AT070TN83。所述继电器8为电磁继电器。所述打印机10为针式微型打印机。具体实施时，所述CAN总线主节点控制器I也可以为内部集成有一个CAN控制器和两个串口的其他微处理器。所述设备控制器4也可以为内部集成有一个SPI接口的其他微处理器。所述声光报警器9与所述设备控制器4的SPI接口相接。所述直流电源2-1为输入AC220V/50HZ，输出DC12V`的直流稳压电源，所述蓄电池2_2为DC12V的铅酸蓄电池。所述直流电源2-1可对蓄电池2-2进行充电，并可通过双电源自动切换电路模块2-4实现直流电源2-1和蓄电池2-2之间的自动切换，所述欠压检测电路模块2-3主要由电压比较器构成。本实用新型的工作原理及工作过程是:通过在CAN总线主节点控制器I上连接CAN总线电缆，并在CAN总线电缆上连接多个用于对工业生产现场生产设备的工作状态进行监测的CAN总线监测节点，当CAN总线监测节点监测到某个指标超过用户预设的阈值时，将报警信息通过CAN总线电缆发送至CAN总线主节点控制器I的消息队列缓冲区，CAN总线主节点控制器I在发现缓冲区有新的消息时进入中断响应，对消息数据进行解析，判断节点编号、报警类型、故障状况后，一方面，通过串口将信息送至设备控制器4，设备控制器4接收到信息后根据报警类型选择相应的输出设备进行动作，包括通过继电器8断开故障设备供电回路，通过声光报警器9进行声光报警，通过打印机10打印故障报警信息，以便维修人员迅速前往故障节点进行排查处理；另外一方面，CAN总线主节点控制器I将故障报警信息通过串口送至数据处理器3，数据处理器3通过液晶显示电路模块7对控制室人员进行显示输出，并自动记录在数据存储器5中，控制人员可通过键盘6进行消除报警操作，并可以通过操作键盘6进行历史信息查询、状态自检等操作。[0037]整个工作过程中，电源模块2中的直流电源2-1与220V/50HZ的交流电网相连，为所述监控主机中各用电模块供电，并对蓄电池2-2进行充电，在遇到意外停电时，直流电源2-1失去作用，供电回路通过双电源自动切换电路模块2-4自动切换到由蓄电池1-3进行供电，在蓄电池1-3储能快要耗尽时，输出电压开始降低，欠压检测电路模块2-3检测到蓄电池1-3电压低的信号并输出给CAN总线主节点控制器1，CAN总线主节点控制器I在检测到该信号后输出给设备控制器4，设备控制器4控制声光报警器9进行低压报警动作，以便现场人员及时对蓄电池2-2进行充电。具体实施时，CAN总线电缆采用屏蔽电缆。CAN总线监测节点通过加装不同类型的传感器(如压力传感器、气体浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、电压传感器、电流传感器等)，可对工业生产现场一些可能造成安全生产事故的重要指标进行状态检测，例如载重压力过大导致的坍塌、水面液位过高导致的水灾、储藏湿度过大导致的储藏物变质损毁、锅炉温度过高导致锅炉爆炸、易燃易爆气体环境下的甲烷浓度过高导致的气体爆炸、电网电压波动造成的生产设备运行失控、电焊机电流过大导致设备损坏，人员伤亡等等进行检测。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.种基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:包括CAN总线主节点控制器(I)和为所述监控主机中各用电模块供电的电源模块(2)，以及与CAN总线主节点控制器(I)相接的数据处理器(3 )和设备控制器(4 )，所述数据处理器(3 )上连接有数据存储器(5)，所述数据处理器(3)的输入端接有用于输入控制参数的键盘(6)，所述数据处理器(3)的输出端接有用于显示故障报警信息的液晶显示电路模块(7)，所述设备控制器(4)的输出端接有用于在故障发生时断开故障设备供电回路的继电器(8)、用于故障发生时发出声光报警信号的声光报警器(9)和用于打印故障报警信息的打印机(10);所述电源模块(2)包括直流电源(2-1 )、与直流电源(2-1)相接的蓄电池(2-2)和与蓄电池(2-2)相接的欠压检测电路模块(2-3)，所述监控主机中各用电模块通过双电源自动切换电路模块(2-4)与直流电源(2-1)和蓄电池(2-2)相接，所述欠压检测电路模块(2-3)与所述CAN总线主节点控制器(I)的输入端相接。
2.照权利要求1所述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述CAN总线主节点控制器(I)为单片机C8051F040。
3.照权利要求1所述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述数据处理器(3)为ARM微处理器S3C2440。
4.照权利要求1所述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述设备控制器(4)为单片机C8051F310。
5.照权利要求1所述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述数据存储器(5)为SD卡。
6.照权利要求1所述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述键盘(6)为USB数字小键盘W-9017。
7.照权利要求1所述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述液晶显示电路模块(7)为TFT型液晶显示屏AT070TN83。
8.照权利要求1所述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述继电器(8 )为电磁继电器。
9.照权利要求1所述的基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，其特征在于:所述打印机(10)为针式微型打印机。
专利摘要本实用新型公开了一种基于CAN总线的工业报警网络系统监控主机，包括CAN总线主节点控制器和电源模块，以及与CAN总线主节点控制器相接的数据处理器和设备控制器，数据处理器上连接有数据存储器，数据处理器的输入端接有键盘，数据处理器的输出端接有液晶显示电路模块，设备控制器的输出端接有继电器、声光报警器和打印机；电源模块包括直流电源、与直流电源相接的蓄电池和与蓄电池相接的欠压检测电路模块，监控主机中各用电模块通过双电源自动切换电路模块与直流电源和蓄电池相接，欠压检测电路模块与CAN总线主节点控制器的输入端相接。本实用新型设计合理，体积小，便于携带，抗干扰性能好，可靠性高，可扩展性强，便于推广使用。
文档编号G05B19/048GK202929415SQ20122066851
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者张奇, 柴钰, 苗瑞, 姜翔, 房楞, 蒋勇俊 申请人:西安科技大学