基于msp430的机床功率监控系统设计

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1、第1期(总第158期)机械工程与自动化No．12010年2月MECHAN】CALENGINEERING&AUTOMAT10NFeb．文章编号：1672—6413(2010)01—0077—02基于MSP430的机床功率监控系统设计张凯，彭奠，罗眷彬(四川理工学院机械工程学院，囱川自贡643000)摘要：以MSP430F247单片机为核心，完成了机床功率监控系统的设计。本系统主要分为4个大模块，分别是电源供电模块、功率计量模块、中央控制模块和显示报警模块。功率计量模块主要采用ATTT022A电计量芯片来实现，中央控制模块主要采用MSP430F247处理器芯片来实现，显示报警模

2、块主要采用OCMJ8xJ5B液晶触摸屏来实现。关键词：MSP43OF247；机床；功率监控系统中图分类号：THI65．2文献标识码：A0引言处的电气环境。如果其电气环境超过安全生产所要求近几年来，计算机、通信、电子的一体化趋势日的额定值，本系统则产生其对应的预警信号，使机床益明显，单片机技术已成为一个研究热点。在传统产管理人员或操作人员快速对机床进行控制操作，如立品中嵌入单片机芯片，可以大大提高产品的数字化、网即停机、检修等。为了安全生产，上述电气参数通过液晶触摸屏实时显示。要实现上述功能，本系统主要络化、智能化水平，不仅有助于提高传统产品的技术由以下8部分构成。含量，更成

3、为产品增值的关键因素；在发展新产品、实(1)电压、电流及功率参数采样部分。为了随时现技术创新上，单片机技术也是有效和得力的手段。了解、掌握机床所处的电气环境，如供电的电压、电随着机床加工自动化的高度发展，对机床加工状流等状况，必须对电气参数实时采集。当电压(，、电流态监控技术的研究和应用日益重要和迫切，近年来，世，参数采集到后，根据公式尸=UI，很快便知该机床的界许多国家的专家学者不断研究和应用了各种各样的功率参数P。由于电能计量芯片ATT7O22A所测的电监控技术，而功率监控技术以信号获取容易、成本低、压、电流信号只能为较低的交流电压、电流信号，因稳定性和可靠性好、便于现

4、场应用等特点被广泛应用。而必须将机床工作时较高的交流电压、电流信号转换采用功率监控技术可以监控切削过程中刀具的磨损情成较低的交流电压、电流信号。要实现上述功能，主况和机床的运行状态，保护刀具、工件和机床，还可要是利用电压互感器、电流互感器，由于电压互感器、以监控机床能量消耗情况，便于机床操作者选择最佳电流互感器的初级与次级成线性关系，利用一个算法切削用量或工艺参数，从而提高劳动生产率。程序就可得到机床的电气参数。(2)ATT7O22A电能计量部分。由电压互感器、1设计原理电流互感器转换而来的低交流电压、电流，接人到专本文将单片机技术和功率监控技术相结合，完成业的高精度多功能

5、三相电能专用计量芯片了对机床功率监控系统的设计。本设计首先用ATT7022A，完成对电压、电流信号的计量，从而可知ATT7022A电计量芯片对机床的电流、电压、功率信该机床的功率信息。号进行计量，然后用MSP430F247处理器对计量信号(3)MSP430F247处理器控制部分。本部分作为进行处理，将机床的电流、电压、功率信息显示在液整个系统的核心部件——CPU，完成对时钟芯片信息晶触摸屏OCMJ8xl5B上。的读取、电能计量芯片ATT7022A各项参数的读取、2系统硬件设计比较、分析、判断，并把结果显示在触摸屏上并可产本系统需要完成的主要功能是实时在线监控机床生预警信息。

6、的功率状况，即监控机床当前的电压、电流、功率等(4)存储部分。本部分采用AT24CO2存储器来存参数的状况，并把上述参数与额定电压、电流、功率储额定电压、额定电流、额定功率等参数。等参数进行比较、分析、判断，从而得出当前机床所(5)报警部分。本部分根据ATT7022A采集的电收稿日期：2009—05—10；修回日期：2009—08—20作者简介：张凯(1982一)，男，山东东营人，在读硕士研究生，研究方向：机械设计及理论．智能设计与控制。·78·机械工程与自动化2010年第1期压、电流、功率等参数与额定参数进行比较，从而判性、可靠性和可移植性。断出各项参数是否超限。若超限，

7、则产生相应的报警MSP430F247程序流程图见图2。信号，使机床管理人员或操作人员快速对机床进行控制操作，便于安全生产。(6)实时时钟部分。本部分采用ISI1208时钟芯片来给整个系统提供时钟信号。(7)液晶触摸屏部分。本部分采用OCMJ8xl5B液晶触摸屏把整个系统的各项参数如电压、电流、功率、时间等信息实时显示出来，便于机床管理人员或操作人员了解、掌握机床的各项电气参数。(8)电源部分。本部分为整个系统提供稳定的工作电源。机床功率监控系统的整体结构见图1。电流实时输出菱黼电压实时输出萑压I：采变样压电及路电A