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基于以太網(wǎng)的電機(jī)控制與診斷的研究

作者: 時間:2011-08-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域得到初步的應(yīng)用,針對工業(yè)的需求,結(jié)合實(shí)際,精選優(yōu)化各種方法,提出了1種方案,闡述了具體的實(shí)現(xiàn)過程。系統(tǒng)采用C8051F020單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心器件,通過RTL8019AS網(wǎng)卡與Internet在物理上連接起來,并在C8051F020單片機(jī)嵌入了精簡優(yōu)化后的TCP/IP協(xié)議,通過單片機(jī)本身產(chǎn)生SPWM脈沖,控制變頻器,實(shí)現(xiàn)對的調(diào)速控制,通過參數(shù)的采集,可以有效的對電機(jī)故障進(jìn)行在線。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/161524.htm

  引言

  的單片機(jī)設(shè)備的控制與診斷結(jié)合先進(jìn)的WEB技術(shù)與嵌入式技術(shù),實(shí)現(xiàn)了PC與設(shè)備的直接跨平臺的信息交互,這樣PC就可以共享設(shè)備運(yùn)行的信息,有效的實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的控制與診斷。

  1 基于以太網(wǎng)的電機(jī)控制與診斷的結(jié)構(gòu)設(shè)計

  基于以太網(wǎng)的單片機(jī)設(shè)備控制與診斷是以工業(yè)現(xiàn)場的三相電機(jī)為對象,其中包括對電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速的測量與控制,對電樞電流的采集,采集電機(jī)電勢參數(shù),其他模相關(guān)擬量的采集。本設(shè)計的結(jié)構(gòu)主體就是WEB技術(shù)與單片機(jī)和客戶機(jī)的有機(jī)結(jié)合,建立電機(jī)設(shè)備的診斷與控制模型,其模型如圖1所示。模型主要由客戶機(jī),網(wǎng)絡(luò)和過程控制底層,即單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)組成,這里采用TCP/IP協(xié)議作為嵌入式系統(tǒng)的通信協(xié)議,嵌入式系統(tǒng)的WEB服務(wù)器與客戶機(jī)的WEB服務(wù)器進(jìn)行信息交互,上傳電機(jī)運(yùn)行的參數(shù),這樣客戶或是廠家均可通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的控制與在線診斷。

  

電機(jī)控制與診斷的結(jié)構(gòu)

  2 系統(tǒng)硬件電路的實(shí)現(xiàn)

  基于以太網(wǎng)的電機(jī)控制與診斷系統(tǒng)以C8051F020單片機(jī)作為嵌入式系統(tǒng)的CPU,內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議,以RTL8019AS作為網(wǎng)絡(luò)通信芯片,通過控制采樣開關(guān)采集電機(jī)參數(shù)和控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,并通過RTL8019AS網(wǎng)卡將采集到的溫度數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)、振動數(shù)據(jù)、磁場數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器,客戶機(jī)通過服務(wù)器之間的交互,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,客戶根據(jù)具體的需求,利用單片機(jī)本身產(chǎn)生SPWM,在變頻器模擬量輸入端輸入0~10V或4~20mA信號,通過改變輸入模擬量的大小控制變頻器的輸出頻率調(diào)解變頻器,控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,同時根據(jù)電機(jī)參數(shù)的數(shù)值,監(jiān)控電機(jī)的運(yùn)行和診斷電機(jī)的故障,其硬件電路框圖如圖2所示。

  

以太網(wǎng)的電機(jī)控制與診斷硬件電路

  3 以太網(wǎng)幀格式

  以太網(wǎng)協(xié)議有兩種,一種是IEEE802.2/IEEE802.3;另一種是以太網(wǎng)的封裝格式?,F(xiàn)代的操作系統(tǒng)均能同時支持這2種類型的協(xié)議格式,因此對我們來說只需要了解其中的一種就夠了,特別是對單片機(jī)來說,不可能支持太多的協(xié)議格式。本系統(tǒng)采用IEEE802.3以太網(wǎng)協(xié)議,表1給出了以太網(wǎng)幀格式的封裝形式。

  表1以太網(wǎng)幀格式的封裝形式

  

  PR:同步位。

  SD:分隔位。

  DA:目的地址,以太網(wǎng)的地址為48位(6個字節(jié))二進(jìn)制地址,表明該幀傳輸給哪個網(wǎng)卡。

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