[发明专利]感应电机运行状态的分布式监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种分布式监控系统，特别是指一种感应电机运行状态的分布式监控系统，能够接入感应电机监测用的各种类型传感器，实时在线处理多源异构监测数据，能够利用网络通讯控制器和CAN通讯控制器在通讯网络和现场总线中传输数据，能够在紧急时刻控制电机运行。

背景技术

感应电机广泛应用工业、农业、交通运输和日常生活相关的各个领域。在传动、机床、风机和各种泵、电梯等设备中，感应电机是重要的动力设备，因此感应电机运行状态的监控日益重要。

目前现有的感应电机运行状态的监控系统分三类。第一类是人工监测，由工作人员现场采集，通过电压表、电流表等测试仪表测量数据，这种监控方法不能做到长期实时监控和自动监控。第二类是采用各类传感器的自动监测，把传感器数据接入到监控站进行处理，这类方法需要把各种不同的传感器接入到监控站，现场布线复杂；监控站计算机的计算量随着监控点数量增加而大大增加，难以完成复杂分析算法。第三类是采用分布式结构的自动监测，但前端监控的单片机计算和控制功能有限，在线计算能力差，与中心计算机的通讯多采用串口通讯，受到通讯速率和通讯距离的限制，不能够实现大范围监控。

现有感应电机的自动监控系统主要有以下几个问题

1)布线复杂、可靠性低。由于感应电机运行状态监测需要较多的传感器，将传感器输出直接连接到监控站，会造成现场大量的布线工作。在需要监测多台感应电机的运行状态时，其布线任务成为监控系统主要任务之一。复杂的布线使监控系统运行可靠性大大降低。

2)前端监控装置的数据处理能力和传输能力弱。目前采用的分布式监控系统，其前端装置能够进行数据采集和简单的数据处理，不能嵌入融合和分析算法，数据处理能力较弱；与中心计算机的通讯多采用串口通讯，受到通讯速率和通讯距离的限制，不能长距离传送大量监测数据，不能进行大范围监测。

3)监测和控制功能难以集成。目前采用的分布式监控系统的监测装置不能实时在线处理传感器数据，通常是把监测数据传输至监控站计算机进行处理，造成控制的实时性差，当感应电机运行过程中出现瞬时异常时，不能及时发现并发出控制命令。

4)系统可扩展性不强。现有的监控系统如果加入新的需要监控的感应电机，则系统需要重新改造，其扩展性不强。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种感应电机运行状态的分布式监控系统。该系统能够接入监测用的各种类型传感器；具有CAN总线通讯能力和网络通讯能力，利用CAN总线传送实时性高的监测数据，利用通讯网络传送大容量监测数据并适应大范围监控的需求；具有实时在线处理多源异构监测数据的能力，能够在线分析电机运行状态；具有在紧急时刻控制电机运行的能力；现场施工中各类传感器就近接入到前端机，前端机利用双绞线作为CAN总线传输线、网线作为网络通讯传输线，现场布线简单，扩展能力强。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：

感应电机运行状态的分布式监控系统的一个或多个前端机通过网络通讯控制器连接到Intranet或局域网，与一个上位机进行数据通讯，多个前端机之间通过CAN通讯控制器实现现场总线级通讯，

上位机采用普通PC机，配置普通网卡；

前端机以DSP TMS320F2812为核心，包括DSP处理与控制板、传感器与接口板，

DSP处理与控制板包括电源电路、存储器电路、时钟与复位电路、信号调理电路、键盘和液晶显示、串行接口电路、CAN通讯控制电路、网络通讯控制电路、控制信号输出电路，

传感器与接口板通过各种信号调理电路接入电流输出的传感器、电压输出的传感器、开关量输出的传感器、脉冲序列量输出的传感器、带CAN接口的传感器；

前端机的网络通讯控制器由LAN ISA Ethernet控制器CS8900A、隔离变压器HR601626、RJ45接口头连接构成；

前端机的信号调理电路包括电流电压变换电路、电压调理电路、光耦与电平变换电路；

前端机的CAN通讯控制器由DSP TMS320F2812的eCAN模块、光耦隔离器、CAN控制器接口PCA82C250连接构成。

感应电机运行状态的分布式监控系统的上位机可为多个。

本发明相比现有技术具有如下优点：