涵闸现地监控装置制造方法_1

《涵闸现地监控装置制造方法_1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《涵闸现地监控装置制造方法_1（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、涵闸现地监控装置制造方法涵闸现地监控装置制造方法本发明涉及一种涵闸现地监控装置，属于水利自动化涵闸监控【技术领域】，主要特点是以AT91SAM9G20嵌入式微处理器为核心，包括flash存储芯片、同步动态RAM芯片、以太网接口芯片、模数转换接口芯片、嵌入式微控制器及开度与荷重传感器，本发明与一台触摸屏和一台上位监控机通过以太网互连，在相关软件的支持下，每台装置可对两扇闸门进行监控管理。本发明构建的涵闸自动化监控系统具有结构简单、资金投入少、建设周期短、功能齐全等优点，系统运行稳定、可靠，监测数据准确，控制保护动作正确，响应及时，满足涵闸现代化控制管理应用需求，数据采集精度、控制保护性能、抗干扰

2、能力等均满足涵闸自动化控制应用要求。【专利说明】涵闸现地监控装置【技术领域】0001本发明涉及一种涵闸现地监控装置，属于水利自动化涵闸监控【技术领域】。【背景技术】0002就涵闸现地监控装置而言，目前业内主要实现途径有以下几类:1)采用开度荷重仪、电量智能仪表实现(典型产品:徐州淮海电子传感工程研究所ZHY-3型开度荷重仪)；2)采用数字式电动机保护测控装置实现(典型产品:苏州智能的PDM810MR数字式电动机保护测控装置，国电南京自动化股份有限公司的PSM400数字式电动机保护测控装置)；3)基于通用PLC控制器实现。由带以太网接口的PLC、综合显示控制屏(触摸屏)及其它自动化部件构成。00

3、03开度荷重仪只实现开度与荷重的测控，缺少对电机与电源的监控保护功能；保护测控装置只实现对电机与电源的监控保护，缺少对开度与荷重的有效测控；基于PLC的涵闸现地监控装置则所需配套设备繁多，实现成本较高，且二次开发工作量较大。【发明内容】0004本发明的目的是提供一种涵闸现地监控装置，解决现有上述装置、尤其是数字式电动机保护测控装置不具备闸门开度监测、荷重监测保护及涵闸运行管理调控等功能的不足，通过本发明实现具有闸门开度与荷重实时监控、启闭电机监控保护等一体化功能，并以标准Modbus/TCP协议与上位机的通讯。0005本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种涵闸现地监控装置，其特征是，所述装

4、置以AT91SAM9G20嵌入式微处理器为核心，包括flash存储芯片、同步动态RAM芯片、以太网接口芯片、模数转换接口芯片、嵌入式微控制器及开度与荷重传感器；AT91SAM9G20嵌入式微处理器通过数据总线或地址总线、控制总线连接flash存储芯片、同步动态RAM芯片、以太网接口芯片、模数转换接口芯片；模数转换接口芯片接开度与荷重传感器转换成的模拟量、外接电流互感器TA、电压互感器TV经变压器隔离后的模拟量。0006所述装置还设置USB接口、RS-485串口、GPS校时脉冲输入口 ；所述的AT91SAM9G20嵌入式微处理器通过USB总线连接到面板的U盘口，RS-485串口接到AT91SAM

5、9G20嵌入式微处理器的uart外备，GPS校时脉冲接到AT91SAM9G20嵌入式微处理器的时钟外备。此外，嵌入式微控制器stm32f 103c8t6接至AT91SAM9G20的另一个uart外备口。0007所述开度与荷重传感器转换成4_20ma模拟量后经线性光藕隔离器件接模数转换接口芯片。0008所述的flash存储芯片采用S29GL128。0009所述的同步动态RAM芯片采用MT48LC2M32。0010所述的以太网接口芯片采用DM900EP及DP83620。0011所述的模数转换接口芯片MAXl 1056。0012所述的嵌入式微控制器采用stm32fl03c8t6,连接液晶显示器和键盘

6、。0013本发明具有闸门开度与荷重实时监控、启闭电机监控保护等一体化功能，并以标准Modbus/TCP协议与上位机的通讯，基于国际最新智能器件及网络技术，以最终产品形式提供高可靠性的涵闸现地监控装置。装置既可组屏集中安装，也可直接安装于开关柜上进行分散式控制，可直接应用于大、中型集散型涵闸(或泵站)自动化监控系统中。在监控系统集成中使用该装置不仅在于其功能与性能的优势，更以其功能一体化特征有效地降低工程总体造价和系统集成二次开发量。0014本发明与一台触摸屏和一台上位监控机通过以太网互连，在相关软件的支持下，每台装置可对两扇闸门进行监控管理。其中，触摸屏和上位监控机分别提供本地和远程图形化操作

7、界面。应用实践证明，本发明构建的涵闸自动化监控系统具有结构简单、资金投入少、建设周期短、功能齐全等优点。系统运行稳定、可靠，监测数据准确，控制保护动作正确，响应及时，满足涵闸现代化控制管理应用需求。依据国家相关标准和行业规范，经测试检验，本发明的数据采集精度、控制保护性能、抗干扰能力等均满足涵闸自动化控制应用要求。【专利附图】【附图说明】0015图1为本发明结构框图。【具体实施方式】0016结合附图和实施例进一步说明本发明，如图1所示，本发明以AT91SAM9G20嵌入式微处理器为核心，包括flash存储芯片、同步动态RAM芯片、以太网接口芯片、模数转换接口芯片、嵌入式微控制器及开度与荷重传感

8、器；AT91SAM9G20嵌入式微处理器通过数据总线或地址总线、控制总线连接flash存储芯片、同步动态RAM芯片、以太网接口芯片、模数转换接口芯片；强电中的电流互感器TA、电压互感器TV经变压器隔离后的模拟量及开度与荷重传感器转换成的4-20ma模拟量接到模数转换接口芯片。还设置USB接口、RS-485串口、GPS校时脉冲输入口 ；所述的AT91SAM9G20嵌入式微处理器通过USB总线连接到面板的U盘口，RS-485串口接到AT91SAM9G20嵌入式微处理器的uart外备，GPS校时脉冲接到AT91SAM9G20嵌入式微处理器的时钟外备。此外，嵌入式微控制器stm32f 103c8t6接

9、至AT91SAM9G20 的另一个 uart 外备口。0017图1中AT91SAM9G20为阿特梅尔公司的嵌入式微处理器，其内核是arm926EJ_S；S29GL128是AMD公司的flash存储芯片；MT48LC2M32是同步动态RAM芯片；DM900EP及DP83620为以太网接口芯片；MAX11056则为模数转换接口片子。另外，图中stm32f 103c8t6为一款嵌入式微控制器，用以管理液晶显示和键盘输入。0018本发明的一体化功能: a数据采集.装置可实时采集反应涵闸运行状况的闸位、启闭机荷重、限位开关状态、电机驱动电参数(包电压、电流、功率、电度等)等信息。0019b闸门启闭控制.

10、每台装置可同时控制两扇闸门升/降/停操作及进线电源的分/合，并支持闸门的定开度操作(按预先设定开度自动完成闸门启闭操作)。 c保护功能.装置支持速断保护、热继保护、过压过流保护、差动保护、荷重保护等功能，并支持故障录波功能。0020d现地操作界面.装置配有带背光的汉字IXD (液晶显示器)和小键盘，支持现地显示、参数设定与涵闸启闭操作。0021e通讯联网功能.装置备用USB接口、RS-485串口、GPS校时脉冲输入口、以太网口(两个口)等通讯接口，可支持装置程序升级、故障录波数据导出、GPS校时以及与触摸屏、上位控制计算机联网等功能。0022本发明关键实现技术的采用(技术手段、技术方案、工作原

11、理、结构特征)包括: a装置核心器件采用Atmel公司基于ARM920T-S核的AT91SAM9G20嵌入式微处理器，AT91SAM9G20内部集成丰富的外设资源，适用于要求外设资源丰富、功耗低、工作严格稳定、实时性高的工业控制仪器。0023b以太网采用DMA传输，保证通信稳定可靠；采用查询式的以太网访问方式，避开了因为网络风爆导致装置死机的弊端，与传统的定时查询方式不一样，其只要有空闲时间就会去查询以太网，加快了以太网的反应速度，提高了数据通信的实时性。0024c实现modbus以太网通信。Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。Modbus/TCP则是运行在TCP/IP上的Mo

12、dbus报文传输协议。通过此协议，控制器相互之间通过网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。Modbus/TCP协议已经成为一通用工业网络应用层的标准，可兼容国内流行采用的工业组态软件，不需要专门的规约转换器，顺应了现场总线发展趋势。0025d装置采用线性光藕隔离器件与开度与荷重等传感器连接；电压与电流回路均采用电磁隔离技术。如此，可有效地提高装置的可靠性和高抗扰度。0026e采用14位双极性逐次逼近型AD，保证采样的高精度，采样频率为1KHZ，计算周期为1KHZ，使开度和荷重数据充足，有利于滤除错误的荷重和开度数据；电流、电压、功率、的测量值不仅反映基波，还可正确反映2-13次谐波，从而使

13、测量结果与专用测量表计一致。这些技术措施的采用，可有效地提高装置数据采集的准确度。0027f采用全图形化编程技术以及稳定、可靠的保护继电器库，提高装置程序的可靠性及正确性。0028本发明软件包括装置通信、存储、显示等事务功能由查询方式完成；门控制、故障保护及数据采样等实时性要求高的功能则由中断方式完成。0029基于本装置组建的涵闸自动化系统相当简单。系统实施者只要根据涵闸规模，适当配置几台本装置(每台本装置可控制两扇闸门)并将其与上位机系统联网即可。图中触摸屏系选件，可提供现地图形化操作界面。实施者只要根据系统要求对上位机软件进行简单组态开发就可完成涵闸自动化系统组建工作。0030本发明中的开

14、度与荷重传感器采用现有技术中的传感器，开度传感器型号为GAX60-DHS13/12，荷重传感器型号为 QCX-P-6.25T。【权利要求】1.一种涵闸现地监控装置，其特征是，所述装置以AT91SAM9G20嵌入式微处理器为核心，包括flash存储芯片、同步动态RAM芯片、以太网接口芯片、模数转换接口芯片、嵌入式微控制器及开度与荷重传感器；AT91SAM9G20嵌入式微处理器通过数据总线或地址总线、控制总线连接flash存储芯片、同步动态RAM芯片、以太网接口芯片、模数转换接口芯片；模数转换接口芯片接开度与荷重传感器转换成的模拟量、外接电流互感器TA、电压互感器TV经变压器隔离后的模拟量。2.根

15、据权利要求1所述的涵闸现地监控装置，其特征是，所述装置还设置USB接口、RS-485串口、GPS校时脉冲输入口 ；所述的AT91SAM9G20嵌入式微处理器通过USB总线连接到面板的U盘口，RS-485串口接到AT91SAM9G20嵌入式微处理器的uart外备，GPS校时脉冲接到AT91SAM9G20嵌入式微处理器的时钟外备。3.根据权利要求1所述的涵闸现地监控装置，其特征是，所述开度与荷重传感器转换成4-20ma模拟量后经线性光藕隔离器件接模数转换接口芯片。4.根据权利要求1所述的涵闸现地监控装置，其特征是，所述的flash存储芯片采用S29GL128。5.根据权利要求1所述的涵闸现地监控装置，其特征是，所述的同步动态RAM芯片采用MT48LC2M32。6.根据权利要求1所述的涵闸现地监控装置，其特征是，所述的以太网接口芯片采用DM900EP 及 DP83620。7.根据权利要求1所述的涵闸现地监控装置，其特征是，所述的模数转换接口芯片MAX11056。8.根据权利要求1所述的涵闸现地监控装置，其特征是，所述的嵌入式微控制器采用stm32f 103c8t6，连接液晶显示器和键盘。