[发明专利]一种基于工业以太网的高精度转速测量系统

权利要求书

1.一种基于工业以太网的高精度转速测量系统，其特征在于，包括转速测量模块；以及可安装于PC机或触摸屏的转速主控程序；

转速测量模块和转速主控程序之间通过ModbusTCP/IP工业以太网通信协议进行通讯；

所述转速测量模块包括微控制器电路、转速测量电路、以太网通信电路、电源电路；

所述转速主控程序由组态软件设计开发并至少支持PC、触摸屏两种安装方式；

所述微控制器电路包括微控制器、跳线内部功能设置单元、联合测试行为组织调试端口和功能设定存储单元；

所述转速测量电路包括滤波电路、放大整形电路、光耦隔离电路、施密特触发电路；

所述以太网通信电路，包括以太网控制器单元、RJ45网络接口单元，以太网控制器单元通过移植LWIP TCP/IP协议栈来实现网络通信功能；所述RJ45网络接口单元，与以太网控制器单元相连，内置集成网络隔离变压器支持100BASE-T网络通信。

2.根据权利要求1所述一种基于工业以太网的高精度转速测量系统，其特征在于，所述微控制器与以太网通信电路和转速测量电路相连，用于接收并处理采集的转速原始数据并向以太网通信电路传送处理好的转速数字信号；所述跳线内部功能设置单元与微控制器相连，用于设置测速模块的网络地址；所述联合测试行为组织调试端口与微控制器相连，外部调试设备通过联合测试行为组织调试端口对转速测量模块进行外部调试；所述功能设定存储单元与微控制器相连，功能设定存储单元存储模块自定义的通信协议解析程序和模块的功能设定值。

3.根据权利要求1所述一种基于工业以太网的高精度转速测量系统，其特征在于，

所述滤波单元包括由电阻、电容网络构成的低通滤波通道；所述放大整形电路与滤波单元相连，并将滤波后的信号通过LM224构成的比较器和74HC04反向器进行信号的放大和整形；所述光耦隔离电路由2SD1007小功率三极管和TLP2362高速光电耦合器来实现；所述施密特触发电路与光耦隔离电路相连，施密特触发电路由74HC04反向器组成，防止噪声输入在触发点产生多次翻转；通过转速测量电路处理后原始转速传感器输入信号变为标准方波信号，然后通过微控制器定时器输入捕获功能进行频率测量。

4.根据权利要求1所述一种基于工业以太网的高精度转速测量系统，其特征在于，所述以太网控制器单元由DM9000B芯片U2组成，DM9000B与微控制器相连两者之间的通信是通过单片机的FSMC接口实现，DM9000B当成SRAM进行控制，其中片选信号CS管脚由FSMC_NE2来控制，访问类型管脚CMD由FSMC_A7来控制，处理器读命令管脚IOR由FSMC_NOE控制，处理器写命令管脚IOW由FSMC_NEW控制，中断使能管脚INT连接至PA6，数据总线SD0-SD15连接至FSMC_D0-FSMC_D15；

DM9000B数据的发送和接受都是通过中断机制来实现；所述RJ45网络接口单元由插座HR911105A JP3组成，网络插座HR911105A内置集成网络隔离变压器支持100BASE-T网络通信，DM9000B芯片和网络插座HR911105A之间的数据交互主要是通过物理层接受端正极RD+、物理层接受端负极RD-、物理层发送端口正极TX+、物理层发送端口负极TX-，四个端口进行连接。

5.根据权利要求1所述一种基于工业以太网的高精度转速测量系统，其特征在于，所述上位转速主控软件通过ModbusTCP/IP协议与转速测量模块进行通信，通信协议以字符的形式定义功能设定命令；上位转速主控软件通过功能设定命令设定模块节点地址、测速齿轮齿数、零转速延时判断时间、转速上下限报警值、测速间隔。

6.根据权利要求1所述一种基于工业以太网的高精度转速测量系统，其特征在于，所述转速主控程序至少用于完成以下步骤：

参数设置的步骤：包括完成转速测量模块节点地址设置、零转速延时判断时间、转速上下限报警值设置、零转速延时判断时间、测速间隔的参数；

转速显示的步骤：包括按照所设定的定时间隔顺序读取各测速通道的转速值进行数码实时显示并存入历史数据库，同时将其与上下限进行比较发出报警信息；

趋势曲线输出步骤：包括以曲线的方式显示历史转速数据方便查看各点转速的变化趋势；

报表打印的步骤：根据设定时间查找历史数据库自动生成临时数据文件，然后将其以报表的形式打印输出。