基于SPCE061A单片机实现的电压在线监测系统

1、 第 6期 2005年 12月工 矿 自 动 化 Industry and Mine Automation No. 6Dec. 2005文章编号 :1671-251X (2005 06-0055-03基于 SPCE061A 单片机实现的电压在线监测系统李战胜 1, 方康玲 2, 付 旭 3(1. 武汉工业学院电气信息工程系 , 湖北 武汉 430023; 2. 武汉科技大学信息学院 , 湖北 武汉 430081;3. 清华大学精密仪器与机械学系 , 北京 100084 摘要 :基于凌阳 16位单片机 SPCE061A 开发了一种监测电压的智能仪表 、 记录 、 显示电网中的电压值 , , 该仪

2、表通过无线通 信的方式 , 将现场采集的数据发送到远端操作站的上位机 , 。 关键词 :电压监测系统 ; SPCE061A ; 中图分类号 :TM769 :B收稿日期 :2005-07-220 引言, 为保证设备的 可靠运行 , 需实时监测电网中的电压值 、 电压状态 等 。 若依靠人工来完成该项工作 , 存在两个问题 :一 是现场环境差 , 尤其是高电压环境中 , 不适合人长期 于此工作 ; 二是人工记录存在较大的误差 , 且数据统 计 、 处理都费时费力 。鉴此 , 基于凌阳 16位单片机 SPCE061A , 开发了一种能实时采集 、 记录 、 显示电 网中的电压值 , 并存储电网中出现

3、电压跳变时间和 声光报警的智能仪表 。在此基础上 , 该仪表通过无 线通信的方式 , 将现场采集的数据发送到远端操作 站的上位机 , 由上位机的监控软件完成数据库管理 、 曲线显示等功能 。1 电压监测系统的组成结构及基本功能电压在线监测系统由电压监测仪 、 无线通信模 块 -数传电台 、 个人计算机 3部分组成 。系统结构 如图 1所示 。 电压监测仪是基于 SPCE061A 单片机实现的 。 其主要功能为 :现场数据经变送器或传感器转换为 标准的电压模拟量信号 ; 单片机采集该模拟量信号 并进行 A/D 转换 ; 处理 、 存储 A/D 转换后的数据 ; 记录电压出现跳变的时间 ;L ED

4、 显示 ; 软件实现时 钟功能 ; 通过 RS232串口与本端的数传电台连接 , 发送数据 ; 声光报警等 。图 1 电压在线监测系统结构框图 数传电台是连接现场电压监测仪与远端上位机 的桥梁 。 本系统中 , 通过无线通信的方式完成数据 的远程通信 。PC 机负责接收 、 处理无线通信发送过来的数据 。 应用 VB6. 0编写的监控软件 , 可实现对现场数 据进行数据库管理和曲线显示等功能 。 2 电压监测仪的实现电 压 监 测 仪 硬 件 电 路 的 核 心 元 件 是 SPCE061A , 它是凌阳科技推出的一款 16位微控制器 。 其主要特点就是高度的功能集成 , 并且易于扩 展 。

5、几个关键的性能参数如下 :工作电压为 2. 63. 6V ; 工 作 频 率 为 0. 3248. 152M Hz ; 2K 的 SRAM 和 32K 的 FAL SH ROM ;32位可编程的多功 能 I/O 端 口 ; 2个 16位 定 时 器 /计 数 器 , 32768Hz 实时时钟 ;8通道 10位模 /数转换输入并 具有内置自动增益控制功能的麦克风输入方式 ; 双 通道 10位 DAC 方式的音频输出功能 ; 通用异步全 双工串行通信接口 UA R T , 具有 RS232标准的发 送 /接收时序 ; 串行设备接口 SIO , 可与串行外围设 备进行串行数据传输等 。此外 , 厂家

6、提供的编程环 境支持 C 语言和汇编语言的程序设计 , 以及 C 语言 与汇编语言的混合编程 , 大大方便了用户的程序设 计 , 提高了系统开发效率 。监测仪的软件功能框图如图 2所示 , 分主程序 框图和中断程序框图 。(a 主程序 (b 中断程序图 2 电压监测仪软件功能框图 (1 中断设置SPCE061A 单片机具有多种中断类型及相当丰富的中断处理功能 , 包括 :异常中断 、 事件中断和软 件中断 。 其中 , 事件中断也称硬件中断 , 有两种中断 方式 :一种是一般中断请求即 IRQ 中断 , 另一种是 快速中断请求即 FIQ 中断 。本文中 , 通过 TimerA 溢出信号产生 F

7、IQ 中断 , 每 0. 25s 中断一次 。并在 中断服务子程序做相应的操作 , 如软件时钟 、 A/D 转换 、 串口通信等 。(2 A/D 转换SPCE061A 单片机内部集成了一个 10位的 A/D 转换器 ADC , 它采用逐次逼近式原理实现模 /数转换 。 现场电压经传感器变换为标准的电压模拟量 信号 , 该模拟量信号从 L IN E -IN 通道 IOA0输入 。实际程序中 , 连续采样 8次现场数据 , 进行平均 值滤波 , 取该平均值为 A/D 转换结果 。(3 L ED 显示L ED 显示采用动态显示的方法 。在空闲状态下 ,L ED 显示当前时间 ; 查询状态下 , 显示

8、电压出现 跳变的时间和出现跳变的次数 , 可通过操作按钮前后翻查 。 显示电路由 8片 L ED 块 、 一片 4/16译码 器 74HC4514和 2片达林顿晶体管 UL N2003A FW 组成 。(4 串口通信SPCE061A 单片机的通用串行通信接口为标准 全双工的通用异步接收器 /发送器 UA R T 模块 。 UA R T 的接收信号 RX 和发送信号 TX 是与 IOB7和 IOB10共 用 , 属 于 B 口 的 特 殊 功 能 。为 保 证 UA R T 的正常通信 , IOB7和 IOB10应分别被设置 成输入和输出口 。(5 声光报警 , 同时 。 声光报警 单片机由 D

9、AC1输出的语音信号由 。 语音播放流程如图 3所示 。图 3 语音播放流程图3 无线通信的实现本系统中 , 无线通信的实现是应用深圳友讯达 公司的无线数传电台 FC 2201/A 完成的 。它带有标准 RS232接口 , 可直接与计算机和 SPCE061A 相 连 。 传输速率设定为 2400bp s 。 4 上位机软件功能上位机软件应用 VB 6. 0开发 。其功能框图如 图 4所示 。图 4 电压监测系统上位机软件框图 (1 串口通信应用 MSComm 控件实现 。 MSComm 控件通 过串行端口传输和接收数据 , 为应用程序提供串行 通信功能 。(2 数据库管理VB 中提供了 DAO

10、 数据访问对象与数据库接 65 工矿自动化 2005年 12月 口 。 应 用 它 , 需 要 先 把 “工 程 ” 2>“引 用 ” 中 的 “ Microsoft DAO 3. 6Object Library ” 选中 。(3 曲线显示 应用 MSChart 控件实现 。 限于篇幅 , 不提供代 码 。(4 数据报表 应用 Data Grid 控件实现 。 限于篇幅 , 不提供代 码 。 5 结语本文基于 SPCE061A 单片机开发了一种电压监测仪 , 并应用无线通信的方式 , 实现电压监测仪与远端上位机的数据传送 。 该系统结构简单 、 成本低 、 运行可靠 , 可适用于各种用电

11、场合 , 如钢厂 、 油田 、 变 电所等现场与操作站距离较远的地方 , 并易于扩展 成分布式多路数据采集系统 。参考文献 :1 薛钧义 . 凌阳十六位单片机原理及应用 M .北京 :北京航空航天大学出版社 ,2003.2 网冠科技 . Visual Basic 6. 0控件时尚编程百例 M .北京 :机械工业出版社 ,2001. 第 6期 2005年 12月工 矿 自 动 化 Industry and Mine Automation No. 6Dec. 2005文章编号 :1671-251X (2005 06-0057-03PLC 在运料小车自动控制系统中的应用戴冠秀 1,2, 刘太湖 1,

12、2, 巩敦卫 1, 李 明 1(1. 中国矿业大学信电学院 , 江苏 徐州 221008; 2. 徐州建筑职业技术学院 , 江苏 徐州 221151 摘要 :早期运料小车电气控制系统多为继电器 -接触器组成的复杂系统 , 这种系统存在设计周期长 、 体积大 、 成本高等缺陷 , 几乎无数据处理和通信功能 , 必须有专人负责操作 。 将 PL C 系统 , 可实现运料小车的自动化控制 , 降低系统的运行费用 。 PL C , 控 制速度快 , 精度高 , 可靠性和可维护性好 , 安装 、 关键词 :运料小车 , 自动控制 , 变频器 ,PL C 中图分类号 :TP273 文献标识码 :B0 引言

13、之一 , 、 煤矿 、 港口 、 码头 等行业 。 该设备在整个系统中起着至关重要的作 用 , 它能否正常运料直接影响产品产量和质量 。可 编程序控制器 (PL C 是一种为工业环境下应用而设 计的计算机 , 它应用微电子技术 , 按照用户编制的程 序实现控制和数据处理的功能 。由于其可靠性高 、 编程简单 、 易于维护而广泛应用于各种控制系统 。 本文以某焦化公司运料系统为例 , 简要介绍 PL C 在 焦化厂运料小车自动控制系统中的应用 。 1 工作原理料车轨道长 50m , 运料系统采用单车运料方 式 。 由于小车在工作时是移动的 , 因此 , 采用可移动收稿日期 :2005-06-17的电源供电 。 本系统采用软电缆供电 , 软电缆可随 小车的移动而伸展和叠卷 。根据运料工艺要求 , 料车在前行或后行过程中 , 需遵循由慢逐渐到快 、 再由 快逐渐转慢的过程 。小车上料控制过程为 :当料车运行到装料处时 , 起动供料胶带 , 将已称好的原料倒入料车中 ; 装满料 后 , 运料电机带动料车按照慢 -快 -慢的规律前行 , 到达卸料处开始延时倒料 ; 倒完料后 , 料车