具有对位显示功能的智能皮带保护器设计

《具有对位显示功能的智能皮带保护器设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、有对位显示功能的智能皮带保护器设计摘要：皮带输送机在工作中常出现跑偏、打滑、撕裂和急停等故障，且故障点比较分散，使得故障点的查找变地非常困难，给设备的维护以及安全生产带来极大的不便。针对这种情况，设计开发出了一套基于单片机AT89C52的皮带智能保护器，保护器具有皮带运行状态的实时监控、通信和故障点的对位显示功能，可对最多999个故障点进行监控，并可实现与上位机的实时通信。关键字：AT89C52；皮带输送机；故障监控；软件设计分类号：TP391.8文献标识码：A文章编号：10047373X(2013)08?0066?020引言皮带输送机是矿山、冶金、化工和

2、火力发电等工业领域中广泛使用的一种运输设备。带式输送机在工作过程中发生的跑偏、撕裂、急停及打滑等故障，会直接影响企业的正常生产，并给企业造成一定的经济损失［1］。对于长距离、多皮带的大型输送系统，一旦有上述故障发生，其故障点的查找将变的非常困难，不利于系统及时有效的维护。实时地监测皮带故障并对其进行有效的维护，对保证正常生产是十分重要的。本文研究了一种皮带智能保护装置，能够对大型皮带输送系统的工作状态进行实时监测，并能显示故障类型及故障点的位置［2］，便于故障的迅速查找及排除，有利于提高企业的生产效率。1保护器总体结构智能皮带保护器主要由控制器与采集器2部

3、分组成。每个控制器对应一条皮带，主要实现皮带故障点对位显示，并根据故障点的种类发出报警或停机信号；采集器安装在皮带两侧的保护开关内，主要实现对皮带故障信号的实时检测，每个采集器都设有拨码开关，以实现对故障点位置的设定。采集器与采集器、采集器与控制器以及控制器与控制器之间通过RS485通信传输信号。控制器也可以与上位机相连，实现对皮带输送系统的监控。当单条皮带长度超过1200m时［3］，可在采集器之间增设中继器，对传输信号进行放大，保证通信的可靠性［4］。智能保护器的整体结构图如图1所示。2保护器硬件设计2.1控制器复擦写，灵活性高，使用LM2575T95电

4、源模块将24V转化为5V对单片机供电，散热能力强，稳定性高，宜于工厂长时间使用。外围由RS485通信模块电路、故障种类LED指示灯、故障地址显示电路、复位电路及晶振组成［5］。如2所示。RS485通信模块由分时器SN74HC125N、通信芯片MAX485CSA组成。SN74HC125N芯片实现分时通信，其选择控制端分别与AT89C52单片机的P1.0和Pl.1相连。MAX485CSA芯片的触发端口与P1.6和P1.7连接，当其输出低电平时，控制AT89C52单片机通过MAX485CSA芯片读入采集器传来的信号。数值显示电路由三位一体数码管、地址锁存器SN7

5、4HC573N组成。锁存器SN74HC573N是用来选择各位数码管要显示的数据，与AT89C52的P0.0〜P0.7端口相连。数码管采用共阳极连接方式，实现对故障点的对位显示。故障指示灯与AT89C52的P2.3〜P2.7相连，依次表示一级跑偏、二级跑偏、急停、打滑及撕裂5种故障。2.2采集器采集器同样采用AT89C52单片为核心，外围电路由6位拨码开关及RS485通信电路组成。主要进行本机地址设定与信号采集并传输。如图3所示。6位二进制拨码开关最多可对64个故障点进行地址设定[6],通常在采集器内设定好地址后，需在外部进行标示，每个采集器只能有一固定的编

6、码地址。AT89C52的P1.0〜P1.4口分别对应着一级跑偏、二级跑偏、急停、打滑及撕裂5种故障类型，每种故障类型对应固定的输入端口（如急停对应P1.2端口），不能随便接入。CPU周期性扫描五端口状态，当检测到故障信号时，便将故障类型与采集器本身的编码地址等整合为数据包，向控制器发出请求信号。主控器与各个采集器之间采用MAX485CSA进行数据的通信，RS485采用平衡发送和差分接收方式来实现通信［7］:在发送端TXD将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A,B两路输出，经传输后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。两条传输线通常使用双绞线，又是差分传

7、输，因此有极强的抗共模干扰的能力，接收灵敏度也相当高。同时，最大传输速率和最大传输距离也大大提高。另外RS485实现了多点互连，系统中允许有64台从机，它们的地址［8］分别为00H〜3FH。不仅可以实现半双工通信，而且可以实现全双工通信。3保护器软件设计系统软件完成的主要功能：系统初始化，数据运算，开关量信号采集，故障判断并报警及其位置的显示，串口通信等。由于C语言开发速度快，可读性、可移植性好，因此软件采用C语言编程，主要分为主机与从机2部分，程序流程如图4所示［9］。主机与从机之间采用RS485通信协议，采用主从方式进行通信，即主机发送命令，从机根据命

8、令回答［10］。主机可以读取从机的数据或写数据到从机，并将数据送终