[发明专利]基于PROFIBUS－DP通信接口的泵智能控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于PROFIBUS-DP通信接口的泵智能控制系统，属于泵智能控制技术领域。

背景技术

泵在工业控制系统中使用极为广泛，绝大多数流程工业都必须使用泵。随着现场总线控制系统(FCS)在工业企业中的应用，原有的泵装置直接用电控柜进行控制，没有参数监控功能、不能与现场总线控制系统配套应用，已不能满足现代工业系统的要求。要使泵的性能能够支持现场总线，并具有现场和远程参数的监控功能、智能控制功能，使泵能够根据生产流程的工艺状况作自我调节，并处于高效率点运行，必须研制泵智能控制系统。

PROFIBUS现场总线是世界上应用最广泛的现场总线技术，其产品的年增长率达25％，是增长最快的现场总线技术。然而，在国内市场上多年来一直被国外公司的产品所主导，由于其高昂的价格和技术的垄断，使国内企业的生产成本大大增加，从而降低了企业的竞争力。因此，开发具有自主知识产权的带有PROFIBUS-DP通信接口的泵智能控制系统，具有较大的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于PROFIBUS-DP通信接口的泵智能控制系统，解决现有泵的电控柜不能与现场总线控制系统配套，以及PROFIBUS现场总线价格昂贵的不足，实现泵组及控制系统高速低成本通信连接。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种基于PROFIBUS-DP通信接口的泵智能控制系统，包括泵，驱动泵的电磁调速电动机，控制电磁调速电动机的由三相整流电路、滤波电路和IPM逆变器构成的主电路，其特征是所述的系统还设置PROFIBUS-DP总线，接口电路和以DSP微处理器为核心的控制电路，PROFIBUS-DP总线与接口电路中的总线收发器连接，DSP微处理器与接口电路中的专用通信协议接口芯片SPC3连接，DSP微处理器中的PWM输出经光、电隔离电路与主电路中的IPM逆变器连接。

DSP微处理器为核心的控制电路由芯片TMS320F240、键盘及显示器和提供模拟量输入的各测量元件和传感器组成。

提供模拟量输入信号的是置于泵和电磁调速电动机中相关部位的流量、扬程、转速、功率、效率、轴承温度、进口压力、出口压力测量元件和传感器。

接口电路由专用通信协议接口芯片SPC3、高速光耦和总线收发器组成。

本发明通过设置PROFIBUS-DP总线，接口电路和以DSP微处理器为核心的控制电路，来自安装在泵及电动机中的测量元件和传感器的模拟信号经放大处理后，由微处理器DSP转变成相应的模拟量传给IPM逆变器，以改变电动机的转轴输出，在相关程序的支持下达到控制泵的目的，同时，对于电动机的运转状态参数及反映环境特怔的参数等进行定时采样分析，监测显示，如超出规定数值，则发出报警信息，规定的参数数值可以通过键盘进行设计。另外，DSP微处理器还内置了多路开关量的输入输出通道，以供LCD显示器显示，信号的联锁保护等作用。在FCS系统中，泵智能控制系统以从设备的方式，按规范与现场总线接口(Anybus-s)进行数据交换，并在现场总线组态下运行具体的设备和进行监控。泵智能控制系统具有本地操作的人机界面(操作键和LCD显示屏)，并能进行远程操作。本发明采用模块化结构，结构简单，工作可靠，有利于现代工业系统的要求。

附图说明

图1为本发明原理框图；

具体实施方式

结合附图和实施例进一步说明本发明，如图1所示，本发明由主电路、控制电路、PROFIBUS-DP总线和PROFIBUS-DP接口电路组成。主电路由三相整流器、滤波器和逆变器组成：控制电路由DSP芯片TMS320F240、键盘及显示器和模拟量输入组成，其中模拟量包括泵的主要参数如流量、扬程.转速、功率.效率、轴承温度、进口压力、出口压力等：PROFIBUS-DP接口电路由专用通信协议接口芯片SPC3、高速光耦和总线收发器组成。其中DSP芯片TMS320F240既是泵智能控制系统的控制单元，又是PROFIBUS-DP接口的一部分。

1)、主电路(含主电路和基于DSP系统的主站控制电路)