专利名称：一种基于can通信方式的励磁故障诊断装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于故障信息电子监控诊断装置，特别是一种基于CAN通信方式的励磁故障诊断装置。
背景技术：
励磁系统是同步发电机的重要组成部分，其主要任务是向同步发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流(电压)，控制机端电压恒定，满足发电机正常发电的需要。同时控制发电机组间无功功率的合理分配，保证同步发电机并列运行的稳定性，以满足电力系统安全运行的需要，对发电机的运行可靠性、经济性及其它特性有直接的影响。励磁系统一般由两部分组成一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以 建立直流磁场，称为励磁功率输出部分(或称为功率单元)；另一部分用于在正常运行或发生事故时调节励磁电流，包括励磁调节器、强行励磁和自动灭磁等，称为励磁控制部分(或称控制单元)。现有励磁系统设备检测手段大都是人工提取故障特征信息(自动提取为辅)，以人工经验作指导进行故障分析、定位，存在诊断离线进行，对维修人员要求过高等致命弱点，严重影响故障诊断的实时性和准确性，研究并发展具有新型励磁故障诊断系统显得很有必要。随着电子器件的集成化、小型化、智能化程度的不断提高，励磁监控系统主要向着精度更高、尺寸更小、互换性更好、综合功能更强、数字网络化的方向发展。期望在提高励磁工作效率的同时，开发出结构简单、成本低廉、网络能力强的新型故障信息通信与自动诊断
>J-U ρ α装直。为了真正提高系统的可靠性和降低维修成本，需要在保证系统可靠性的基础上，对励磁设备零部件的故障模式、故障机理，以及对设备运行影响规律进行研究，以确定出所需采集状态信息的最小集和适当的检测方式，优化测点布置，防止状态分析和故障诊断的盲目性，从而精确定位到故障元件，在复杂励磁故障诊断过程中，由不同类型的诊断模型通过协同进化形式进行故障诊断决策，可极大地提高诊断系统适应诊断环境的灵活性和动态适应性。CAN (Control Area Network)总线作为现场总线的一种，最初为汽车应用而由德国BOSCH公司设计研发，同其他总线相比具有较高的可靠性和性能价格比，应用领域已从前期的汽车领域向过程工业、机械工业、数控机床、楼宇自动化、医疗设备、嵌入式网络设备、家用电气及数字智能仪表等领域扩展，适合于励磁装置故障信息通信应用方向。
发明内容本实用新型的目的是提供一种集成度高、精度高、检测速度快，且具有CAN通信能力，抗干扰能力强的励磁故障诊断装置，实现适用于CAN网络的励磁故障自动诊断过程。本实用新型的目的是以下述方式实现的基于CAN通信方式的励磁故障诊断装置，包括微控制器1、CAN总线通信模块2、IXD显示、键盘与状态监控模块3，CAN总线通信模块2、LCD显示、键盘与状态监控模块3中的状态监控电路均与微控制器I相连，LCD显示、键盘与状态监控模块3中的IXD显示电路、键盘电路经扩展的8155芯片与微控制器I相连。作为优选，微控制器I为AT89C51单片机。作为优选，CAN总线通信模块2包括CAN控制器、CAN驱动器和高速光电耦合器，CAN控制器的数据口 AD(TAD7与微控制器I的PO 口数据总线相连，CAN控制器的TXO和RXO通过高速光电耦合器与CAN驱动器的TXD和RXD相连。 作为优选，IXD显示、键盘与状态监控模块3包括IXD显示电路、键盘电路和状态监控电路，IXD显示电路用于显示微控制器的工作状态和通讯数据，键盘电路用于微控制器的工作参数和系统状态输入，状态监控电路包括CMOS监控电路芯片，微控制器I的PO. 7作为MAX706的WDI输入端。与现有技术相比，本发明的优点在于集成度高、诊断速度快，且具有CAN通信能力，是一种抗干扰能力强、结构简单的励磁装置故障信息自动诊断装置，可实现励磁装置的CAN网络故障信息通信和实时诊断。
图I为本实用新型的系统结构图图2为本实用新型的CAN总线通信模块原理图图3为本实用新型的IXD显示、键盘与状态监控模块原理图
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。作为本实用新型的一种实施方式，参阅图1，包括微控制器1、CAN总线通信模块2、IXD显示、键盘与状态监控模块3，CAN总线通信模块2、IXD显示、键盘与状态监控模块3中的状态监控电路均与微控制器I相连，IXD显示、键盘与状态监控模块3中的IXD显示电路、键盘电路经扩展的8155芯片与微控制器I相连。微控制器I为AT89C51单片机。CAN总线通信模块2包括CAN控制器、CAN驱动器和高速光电耦合器，CAN控制器的数据口 AD(TAD7与微控制器I的PO 口数据总线相连，CAN控制器的TXO和RXO通过高速光电耦合器与CAN驱动器的TXD和RXD相连。IXD显示、键盘与状态监控模块3包括IXD显示电路、键盘电路和状态监控电路，IXD显示电路用于显示微控制器I的工作状态和通讯数据，键盘电路用于微控制器I的工作参数和系统状态输入，状态监控电路包括CMOS监控电路芯片，微控制器I的PO. 7作为MAX706的WDI输入端。参阅图2，为本实用新型的CAN总线通信模块2的电路原理图，其主要由PLILIPS公司的CAN控制器型号为SJA1000、CAN驱动器型号为PCA82C250和高速光电耦合器6N137来实现CAN通信功能，CAN控制器和微控制器I内部各自都有时钟产生电路，为了避免时钟输入驱动能力不够或错误所造成的SJA1000不工作，特别采用了双晶振方案SJA1000的数据口 ADO—AD7与微控制器I的PO 口数据总线相连。微控制器I的P2. 7作为SJA1000的片选信号，由ALE、WR、RD控制SJA1000数据的发送和接收；SJA1000使用中断方式来实现数据接收和发送，SJA1000的16脚是中断信号输出，使用微控制器I的外部中断I响应SJA1000产生的中断；同时SJA1000的TX脚悬空，RXl引脚的电位要维持在O. 5VCC以上，以形成CAN协议要求的电平逻辑；外加一个总线驱动芯片PCA82C250提高驱动能力，SJA1000的TXO和RXO通过高速光电耦合器6N137，与82C250的TXD和RXD相连，以实现电气隔离，增强CAN总线抗干扰能力，同时在光耦部分电路中，两个电源VCC和VDD完全隔离，在82C250的CANH和CAHL间设置有120 Ω电阻，保护82C250免受过流的冲击。参阅图3，为本实用 新型的IXD显示、键盘与状态监控模块3，由扩展8155、1602IXD显示电路、键盘电路和状态监控电路构成，用于显示微控制器I的工作状态、通讯数据及监控工作参数和系统状态，8155的CE和Ι0/Μ分别接微控制器I的P2. 6和P2.0，数据线接微控制器I的PO. (ΓΡ0. 7,8155的PA 口构成8个独立式功能键盘，PC 口用作设备备妥、运行数字量等开关量信息的输入通道，1602液晶器件的数据端D(TD7双向数据线接8155的PB. (ΓΡΒ. 7，作为显示数据输出口，1602液晶器件的E使能端口接微控制器I的P3. 5，RW接P3. 6进行读写操作，RS接P3. 7选择寄存器，VDD和VSS分别接+5V电源和地，在连上IOK电位器，可以用来调节显示器对比度，LCD要显示系统空闲状态，在对数据进行发送、接收或者转换时显示系统数据处理状态和特定的数据通信信息，可对1602液晶器件的空闲端口 A和K接上电源和地来显示背光，使显示效果更明显。状态监控电路采用了 Maxim公司出产的低功耗CMOS监控电路芯片MAX706，微控制器I用管脚PO. 7作为MAX706的WDI输入端，使用内部定时器Tl产生定时60毫秒中断，在Tl中断服务程序中对WDI端口实现电平的高低变化，“看门狗”定时器清零并重新开始计时，如果在I. 6秒内在WDI端口没有高低电平变化，则在MAX706的RST端口输出低电平，由于微控制器I的复位是利用高电平复位，需要在MAX706的RESET端通过一个三极管连接到微控制器I的复位端口，在三极管的C端接一个值为IOK的上拉电阻，该三极管起到反向的作用，在MAX的RESET引脚上有低电平时，就能够顺利复位，在系统跑飞情况下，系统复位重新开始工作。本实用新型可实现CAN总线通信功能，采用CAN通信控制器SJA1000、CAN总线接口电路PCA82C50组成CAN通信电路，AT89C51微控制器I负责对SJA1000的初始化，通过控制SJA1000实现检测数据的接收和发送等通信任务，CAN驱动器PCA82C250主要为CAN总线的数据传输提供物理保证，为总线提供差动发送能力，对CAN控制器提供差动接收能力，考虑到减小干扰对通信的影响，在SJA1000和PCA82C50之间采用了 6N137构成的光电隔离模块，能够满足高速数据通信的要求。本实用新型可实现励磁故障自动诊断，微控制器I利用CAN总线通信模块2，可接入CAN网络完成励磁装置工作监控任务，实现励磁故障的实时诊断，并提高励磁故障诊断的准确性和可靠性。尽管已经结合当前认作是一个最为实用和优选的实施例来描述了本实用新型，但应当理解，本实用新型不限于所公开的实施例，而相反是旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的多种修改和同等布置。
权利要求1.一种基于CAN通信方式的励磁故障诊断装置，包括微控制器(I )、CAN总线通信模块(2 )、IXD显示、键盘与状态监控模块(3 )，CAN总线通信模块(2 )、IXD显示、键盘与状态监控模块(3)中的状态监控电路均与微控制器(I)相连，LCD显示、键盘与状态监控模块(3)中的IXD显示电路、键盘电路经扩展的8155芯片与微控制器(I)相连。
2.根据权利要求I所述的基于CAN通信方式的励磁故障诊断装置，其特征在于所述微控制器(I)为AT89C51单片机。
3.根据权利要求I所述的基于CAN通信方式的励磁故障诊断装置，其特征在于所述的CAN总线通信模块(2)包括CAN控制器、CAN驱动器和高速光电耦合器，CAN控制器的数据口 ADCTAD7与微控制器(I)的PO 口数据总线相连，CAN控制器的TXO和RXO通过高速光电耦合器与CAN驱动器的TXD和RXD相连。
4.根据权利要求I所述的基于CAN通信方式的励磁故障诊断装置，其特征在于所述IXD显示、键盘与状态监控电路模块(3)包括IXD显示电路、键盘电路和状态监控电路，IXD显示电路用于显示微控制器(I)的工作状态和通讯数据，键盘电路用于微控制器(I)的工作参数和系统状态输入，状态监控电路包括CMOS监控电路芯片，微控制器(I)的PO. 7作为MAX706的WDI输入端。
专利摘要本实用新型公开了一种基于CAN通信方式的励磁故障诊断装置，包括微控制器1、CAN总线通信模块2、LCD显示、键盘与状态监控模块3，CAN总线通信模块2、LCD显示、键盘与状态监控模块3中的状态监控电路均与微控制器1相连，LCD显示、键盘与状态监控模块3中的LCD显示电路、键盘电路经扩展的8155芯片与微控制器1相连。本实用新型为集成度高、精度高、检测速度快，且具有CAN通信能力，抗干扰能力强的励磁故障诊断装置，微控制器1利用CAN总线通信模块，可接入CAN网络，实现对复杂励磁故障诊断问题的自动诊断。
文档编号G05B23/02GK202383514SQ20112044126
公开日2012年8月15日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者李伟 申请人:李伟