[发明专利]一种程控式多功能转速信号转换装置

说明书

技术领域

本发明属于转速测量技术领域，涉及一种程控式多功能转速信号转换装置的方法。

背景技术

电机转速测量装置是工业自动化设备的关键组成部分。特别是如今对于交流调速性能要求越来越高的趋势下，传统转速的开环的VVVF控制方式往往难以胜任。速度闭环控制有效地提高了系统的鲁棒性、先进的矢量控制技术和直接转矩控制技术更使得交流电机调速的性能可以与直流电机的性能相媲美。在工业自动化系统中，高精度、高可靠性的测速装置是设备安全、稳定、可靠、准确运行的关键。

传统的转速测量装置为旋转编码器，但目前还没有专门处理旋转编码器转速信号，并且带标准模拟量信号输出的通用转速信号转换装置。随着工业现场的网络化、智能化的发展。也急需一种能将转速信号直接送入上位机的带串口通信的转速信号转换装置，通过通讯串口并使用标准的通信协议可以将转速实时的传至上位机，方便实现智能控制、信息保存、故障诊断等。

发明内容

本发明的目的是提供一种程控式多功能速度信号转换装置，解决了旋转编码器脉冲信号和标准模拟量输出信号、串口通信信号之间的转换问题，以及转速测量装置输出端口单一、不能满足不同分辨率旋转编码器以及不同额定转速下的转速测量的问题。

本发明所采用的技术方案是一种程控式多功能转速信号转换装置，其包括：旋转编码器、隔离驱动电路、微控制器、调理电路、V/I转换电路、RS485电平转换电路、键盘、液晶显示模块，其特征是：所述的旋转编码器与所述的隔离驱动电路连接，所述的隔离驱动电路与所述的微控制器连接，所述的调理电路与所述的微控制器连接，所述的RS485电平转换电路与所述的微控制器连接，所述的V/I转换电路与所述的调理电路连接，所述的键盘和液晶显示模块与微控制器连接。 

所述的旋转编码器为增量式光电编码器，其型号为PKT1040-1024-C12-24F。 

所述的微控制器为Atmega128单片机，单片机负责将捕获的转速方波信号转换为数字转速信号、并判断转向、编写通信协议。

所述的隔离驱动电路采用高速光耦合器6N137将编码器输出的方波信号整形，经处理的方波信号送入单片机捕获单元。

所述的RS485电平转换电路采用的芯片是RS485通信芯片SN75HVD3082E、TLP251-1光耦和J3Y/C8050三极管。

所述的调理电路输出0-10V标准直流电压。

所述的V/I转换电路将转换为4-20mA标准直流电流信号。

本发明的有益效果是：用户可以选用不同精度的转速编码器，也可以自由选择电机的额定转速。使用的时候只需通过键盘设置编码器每转的脉冲数、电机的额定转速即可输出三路标准信号：0-10V电压、4-20mA电流、RS485通信信号，标准模拟信号方便现场反馈控制，RS485端口与上位机连接即可实现转速的远程监控，有助于系统的智能化、网络化控制。另外，液晶显示便于现场调试、监测。本装置在旋转编码器脉冲信号与标准模拟、通信转速信号的架起了便捷的桥梁，使得转速信号安全、准确、可靠地传至目标设备。

附图说明

图1是一种程控式多功能转速信号转换装置结构；

图2是隔离驱动电路图；

图3是调理电路；

图4是V/I转换电路；

图5是RS485电平转换电路；

图6是M法测速流程图 。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种程控式多功能转速信号转换装置，其包括：转速编码器、隔离驱动电路、微控制器、调理电路、V/I转换电路、RS485电平转换电路、键盘、液晶显示模块，其特征是：编码器输出带毛刺的方波信号经过隔离驱动电路整形分别送入单片机的捕获单元，单片机将捕获的信号通过计算转换为数字量转速，转速数字信号通过AD转换模块以及调理电路输出0-10V电压信号，经V/I转换电路输出4-20mA电流信号，数字量转速信号按照标准传输协议通过USART模块和RS485电平转换电路输出转速标准通信信号，键盘与单片机IO口连接设定转速满量程以及编码器每转的脉冲数，液晶屏显示转速、转向信号、工作模式。