一種在線檢測測速裝置斷線的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種可實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場被測轉(zhuǎn)速信號的接線狀態(tài)的監(jiān)視，可集成于一個復(fù)雜DCS控制系統(tǒng)中。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，DCS廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機(jī)系統(tǒng)，基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。DCS的主要特點(diǎn)是高可靠性、開放性、控制功能豐富。在現(xiàn)代工業(yè)DCS系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速測量及其測速裝置的接線狀態(tài)監(jiān)控是DCS系統(tǒng)的一個重要功能。在系統(tǒng)應(yīng)用中，可實現(xiàn)汽輪機(jī)等需要測量轉(zhuǎn)速的裝置中?？蓮V泛應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金、環(huán)保等工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)過程，做到斷線故障狀態(tài)實時監(jiān)控，保證生產(chǎn)過程安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，測量線路狀態(tài)要求在停機(jī)的狀態(tài)下，用萬用表測量線路接線的阻抗R，得知線路狀態(tài)是否斷線。在圖1中測量a處和b處的電阻Rab，若Rab為兆歐時則認(rèn)為斷線。這種停機(jī)離線的測量和監(jiān)控方式無法滿足現(xiàn)代工業(yè)DCS系統(tǒng)的需求，特別是一些無法停機(jī)的系統(tǒng)或無法測量的極端情況下，現(xiàn)有的測量方式和測量裝置無法滿足此類需求。
[0004]因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種在線檢測測速裝置斷線的系統(tǒng)，具備不停機(jī)檢測能力，測量電路簡單，易于實現(xiàn)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題測量線路阻抗時，要求被測系統(tǒng)不能帶電，否則測量不準(zhǔn)確，由于現(xiàn)場條件復(fù)雜，測量不便。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種在線檢測測速裝置斷線的系統(tǒng)，包括可編程門陣列芯片、第一光耦隔離芯片、第二光耦隔離芯片、瞬態(tài)抑制二極管，所述瞬態(tài)抑制二極管跨接于被測信號的輸入端與地之間，所述被測信號經(jīng)過隔離直流和放大后與第一參考電壓做比較，比較的第一結(jié)果經(jīng)過所述第一光耦隔離芯片進(jìn)入到可編程門陣列芯片；所述被測信號通過輸入端直接與第二參考電壓做比較，比較的第二結(jié)果經(jīng)過所述第二光耦隔離芯片進(jìn)入到可編程門陣列芯片;所述可編程門陣列芯片被配置為對所述第一結(jié)果和所述第二結(jié)果的邏輯與做判斷，當(dāng)所述邏輯與為I時，標(biāo)志發(fā)生斷線，所述可編程門陣列芯片被配置為向上位機(jī)傳送實時狀態(tài)和報警。
[0007]進(jìn)一步地，所述可編程門陣列芯片為FPGA。
[0008]進(jìn)一步地，所述FPGA 為 Lat t i ce 公司的 LCMX02-2000HC。
[0009]進(jìn)一步地，所述第一光耦隔離芯片為EL357N。
[0010]進(jìn)一步地，所述第二光耦隔離芯片為EL357N。
[0011]進(jìn)一步地，所述第一參考電壓為3.3V。
[0012]進(jìn)一步地，所述第二參考電壓為5V。
[0013]進(jìn)一步地，所述瞬態(tài)抑制二極管為UN半導(dǎo)體的SMCJ5。
[0014]進(jìn)一步地，所述隔離直流所用芯片為MTG-00。
[0015]進(jìn)一步地，所述放大所用芯片為LM343。本實用新型公開了一種基于可編程邏輯芯片實現(xiàn)高精度測量的同時實現(xiàn)線路狀態(tài)的檢測。這種檢測方案靈活，性能可靠，應(yīng)用方便，并且實現(xiàn)在線檢測。
[0016]本實用新型采用雙重機(jī)制來完成。首先，轉(zhuǎn)速測量的工作由FPGA來完成，它可以實現(xiàn)多個通道的數(shù)據(jù)同時測量，這樣提高了測量的響應(yīng)速度(如圖2)。同時FPGA實現(xiàn)檢測斷線狀態(tài)功能。本實用新型還設(shè)計了隔離和過壓保護(hù)功能。
[0017]本實用新型也可以用于其他脈沖量測量需要監(jiān)測接線狀態(tài)的場合，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中有重要作用。
[0018]本檢測技術(shù)硬件采用可編程邏輯器件和檢測電路的方式實現(xiàn)，F(xiàn)PGA采集轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)，同時檢測線路的狀態(tài)，檢測電路實現(xiàn)信號的預(yù)處理功能，提高電路的抗干擾能力。
[0019]本檢測技術(shù)實時不間斷監(jiān)視。具體原理為當(dāng)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)為零轉(zhuǎn)速時，標(biāo)志為Fl= I，再參考線路狀態(tài)檢測到的電平，當(dāng)此電平為高時，標(biāo)志為F2=l，斷線標(biāo)志F = F1&F2=1，邏輯判斷為斷線狀態(tài)，并把此時的狀態(tài)實時傳送給上位機(jī)處理并報警。
[0020]以下將結(jié)合附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。
【附圖說明】
[0021]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中用萬用表測量線路阻抗方式實現(xiàn)斷線檢測的示意圖；
[0022]圖2是本實用新型的一個較佳實施例的用FPGA+檢測電路的方式實現(xiàn)在線檢測的功能框圖；
[0023]圖3是本實用新型的一個較佳實施例的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖3對本實用新型的具體實施作更詳細(xì)的描述。
[0025]本實用新型，硬件電路采用高速光耦隔離芯片(U1，U2)，隔離現(xiàn)場設(shè)備對系統(tǒng)的干擾，以保護(hù)內(nèi)部控制電路正常工作。在輸入信號接入處并聯(lián)瞬態(tài)抑制二極管(VTl)，實現(xiàn)硬件電路的浪涌抑制和過壓保護(hù)功能。
[0026]本實用新型使用Lattice公司的LCMX02-2000芯片，使用Verilog編程語言。在FPGA內(nèi)部搭建了硬件邏輯模塊。其內(nèi)部實現(xiàn)了轉(zhuǎn)速或者脈沖量測量和斷線狀態(tài)檢測模塊，可以利用其豐富的管腳資源同時實現(xiàn)多路轉(zhuǎn)速量的測量和監(jiān)視。
[0027]以上詳細(xì)描述了本實用新型的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種在線檢測測速裝置斷線的系統(tǒng)，其特征在于，包括可編程門陣列芯片、第一光耦隔離芯片、第二光耦隔離芯片、瞬態(tài)抑制二極管，所述瞬態(tài)抑制二極管跨接于被測信號的輸入端與地之間，所述被測信號經(jīng)過隔離直流和放大后與第一參考電壓做比較，比較的第一結(jié)果經(jīng)過所述第一光耦隔離芯片進(jìn)入到可編程門陣列芯片;所述被測信號通過輸入端直接與第二參考電壓做比較，比較的第二結(jié)果經(jīng)過所述第二光耦隔離芯片進(jìn)入到可編程門陣列芯片;所述可編程門陣列芯片被配置為對所述第一結(jié)果和所述第二結(jié)果的邏輯與做判斷，當(dāng)所述邏輯與為I時，標(biāo)志發(fā)生斷線，所述可編程門陣列芯片被配置為向上位機(jī)傳送實時狀態(tài)和報警。2.如權(quán)利要求1所述的在線檢測測速裝置斷線的系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程門陣列芯片為FPGA。3.如權(quán)利要求2所述的在線檢測測速裝置斷線的系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA為Lattice 公司的 LCMX02-2000HC。4.如權(quán)利要求1所述的在線檢測測速裝置斷線的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一光耦隔離芯片為EL357N。5.如權(quán)利要求1所述的在線檢測測速裝置斷線的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二光耦隔離芯片為EL357N。6.如權(quán)利要求1所述的在線檢測測速裝置斷線的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一參考電壓為3.3V。7.如權(quán)利要求1所述的在線檢測測速裝置斷線的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二參考電壓為5V。8.如權(quán)利要求1所述的在線檢測測速裝置斷線的系統(tǒng)，其特征在于，所述瞬態(tài)抑制二極管為UN半導(dǎo)體的SMCJ5。9.如權(quán)利要求1所述的在線檢測測速裝置斷線的系統(tǒng)，其特征在于，所述隔離直流所用芯片為MTG-OO。10.如權(quán)利要求1所述的在線檢測測速裝置斷線的系統(tǒng)，其特征在于，所述放大所用芯片為LM343。
【專利摘要】本實用新型公開了一種在線檢測測速裝置斷線的系統(tǒng)，包括可編程門陣列芯片、第一光耦隔離芯片、第二光耦隔離芯片、瞬態(tài)抑制二極管，所述瞬態(tài)抑制二極管跨接于被測信號的輸入端與地之間，所述被測信號經(jīng)過隔離直流和放大后與第一參考電壓做比較，比較的第一結(jié)果經(jīng)過所述第一光耦隔離芯片進(jìn)入到可編程門陣列芯片；所述被測信號通過輸入端直接與第二參考電壓做比較，比較的第二結(jié)果經(jīng)過所述第二光耦隔離芯片進(jìn)入到可編程門陣列芯片；所述可編程門陣列芯片被配置為對所述第一結(jié)果和所述第二結(jié)果的邏輯與做判斷，當(dāng)所述邏輯與為1時，標(biāo)志發(fā)生斷線，所述可編程門陣列芯片被配置為向上位機(jī)傳送實時狀態(tài)和報警。
【IPC分類】G01R31/02
【公開號】CN205246798
【申請?zhí)枴緾N201521081237
【發(fā)明人】梁超宇, 王維建, 蔣杰, 汪德全, 石友旺
【申請人】上海新華控制技術(shù)(集團(tuán))有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月22日