CN102611751B - 一种基于web的大功率整流设备在线监控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于WEB的大功率整流设备在线监控装置，该发明装置是集成了RS485串口服务器的以太网设备，同时具备与大功率整流设备的PLC或控制器实现MPI通讯，并能在局域网内的客户机（客户机只要装IE就能访问，可以不用装任何其他软件或插件）上通过浏览器访问本发明装置，进而实现监测大功率整流设备的运行状态和数据的目的；同时具有直流电流、直流电压等的数据采集功能，输出双窄触发脉冲的功能以及报警保护电路功能；TCP/IP通讯、MPI通讯和WEB网页技术都集成在一块ARM处理器芯片内实现。
Description
技术领域
本发明涉及WEB在线监测技术，具体涉及一种基于WEB的大功率整流设备在线监控装置。
背景技术
监控系统是集计算机技术、控制技术、网络技术为一体的高新技术，具有控制功能强、操作简便和可靠性高等特点，广泛应用于工业生产装置的生产控制和经营管理。监控技术的发展经历了单机监控系统、集中式监控系统和网络范围内远程监控系统三个发展阶段，其中的远程监控是指本地计算机通过网络系统对远端的控制系统进行监测和控制。
现有技术中，基于WEB的远程监控系统融合了现场总线技术和网络通信技术，在高速局域网的支持下，可对控制对象进行实时监控操作，并已推广应用于广域Internet网上，可以在全球范围内对需要监控的对象进行过程控制操作，这种远程监控系统是控制技术和现场总线技术的未来发展方向，尤其是基于以太网传输的嵌入式Internet网络是工业控制网络的发展方向。
现有技术中，本领域技术人员曾对上述领域进行研究，如申请号分别为201020615575.1、201010264603.4、201120121849.6及201010243899.1的中国专利申请均针对基于WEB在线监测所提出的专利申请，上述专利申请所公开的技术方案存在以下不足：1、采用的是多芯片、多存储器系统数据库服务器技术，结构和电路均较复杂，成本高昂；2、采用.NET框架下数据库模式，不利于集成；3、只有监测功能，不能对监测对象进行控制。
而对于化工、冶炼等生产现场的所采用的大功率整流设备而言，一般均需要根据生产工艺的需要对生产过程的各种参数进行监控，上述数据的采集有整流控制器采集和PLC采集等形式，生产过程控制中需要由同一台设备将所有的数据集中，建立网页WEB，通过以太网，使客户客户能轻松浏览所有数据，并发出指令进行控制。
因此，有必要对现有技术进行改进。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于WEB的大功率整流设备在线监测装置，具有结构简单、成本低廉、集成方便等优点。
本发明为解决技术问题采用的技术方案为：一种基于WEB的大功率整流设备在线监控装置，包括：
ARM芯片，连接RS485接口电路、以太网接口电路及JTAG电路，用于MPI通信协议和TCP/IP通信协议下数据的转换，并将建立网页WEB将这些数据存储，具有DMA控制器的介质访问控制(MAC)并兼容IEEE-802.3的以太网接口；
RS485接口电路，其一端连接所述ARM芯片，另一端接大功率整流控制器及PLC，用于所述ARM芯片和整流控制器、PLC之间的数据传输，所述整流控制器、PLC与所述ARM芯片之间采用MPI通讯协议；
以太网接口电路，采用以太网PHY芯片，RMII接口，10M/100M自适应网络，采用TCP/IP通讯协议，其一端连接所述ARM芯片的以太网接口，另一端接外部局域网，用于所述ARM芯片和外部局域网之间的数据传输；
JTAG电路，连接所述ARM芯片，用于ARM芯片内的程序下载及更新；
电源电路，连接所述ARM芯片、RS485接口电路及以太网接口电路，用于给其提供工作电压；
上述ARM芯片、 RS485接口电路、以太网接口电路、JTAG电路及电源电路集成布置在一块电路板上，该电路板安装在大功率整流设备内部。
进一步地，上述装置还包括：
若干电流采样电路，其输入端连接大功率整流设备，输出端连接所述ARM芯片，用于采集整流设备电流信号，实时反馈整流设备的工作状况；
脉冲输出电路，其输入端接所述ARM芯片，输出端接整流设备晶闸管，用于实现双窄触发脉冲输出；
报警保护电路，其输入端连接所述ARM芯片，输出端连接整流设备控制器，用于在过流、过压等紧急情况下输出报警信号并封触发脉冲；
所述电流采样电路、脉冲输出电路及报警保护电路集成布置在原电路板上。
进一步地，所述以太网接口电路与所述ARM芯片实现数据交换的过程中，网页格式采用HTML格式，静态网页存贮在该装置的ARM芯片中，通过线性查询技术寻找外部局域网内客户端请求的文件，采用Java Script技术实现本装置和客户机IE浏览器之间动态数据交换。
进一步地，本装置通过RS485接口与其它整流控制柜、远控屏连网、并与工艺DCS连网，将整流系统的有关信息送至工艺DCS的计算机。
进一步地，所述RS485接口电路连接多台PLC和触摸屏，采用MPI、MODBUS等通讯协议通讯。
本发明的优点在于：1、该装置将所有的功能模块集成于同一块电路板上，采用自带存储器的ARM芯片，并采用Java Script技术，结构简单，成本低廉，利于集成；2、同时具有直流电流、直流电压等数据采集功能，能实现内部PI运算，具有输出双窄触发脉冲的功能以及报警保护功能，不仅能对大功率整流设备的运行数据进行检测，还具有控制功能；3、设有多个扩展接口，可对多套设备进行监控。
附图说明
图1是本发明电路结构示意图；
图2是本发明进一步改进的电路结构示意图；
图3是本发明所述电流采样电路结构图；
图4是本发明所述脉冲输出电路结构图；
图5是本发明所述报警保护电路结构图；
图6是本发明在多PLC、多触摸屏场合下的应用系统图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来进一步阐述本发明。
实施例1
如图1所示，一种基于WEB的大功率整流设备在线监控装置，包括：
ARM芯片2，连接RS485接口电路1、以太网接口电路3及JTAG电路5，所述ARM芯片2用于MPI通信协议和TCP/IP通信协议下数据的转换，并将建立网页WEB将这些数据存储，具有DMA控制器的介质访问控制(MAC)并兼容IEEE-802.3的以太网接口；
RS485接口电路1，其一端连接所述ARM芯片2，另一端接大功率整流控制器及PLC，用于所述ARM芯片2和整流控制器、PLC之间的数据传输，所述流控制器、PLC与所述ARM芯片之间采用MPI通讯协议；
以太网接口电路3，采用以太网PHY芯片，RMII接口，10M/100M自适应网络，采用TCP/IP通信协议，其一端连接所述ARM芯片2的以太网接口，另一端接外部局域网，用于所述ARM芯片2和外部局域网之间的数据传输；
JTAG电路5，连接所述ARM芯片2，用于ARM芯片2内的程序下载及更新；
电源电路4，连接所述ARM芯片2、RS485接口电路1及以太网接口电路3，用于给其提供工作电压；
上述ARM芯片2、 RS485接口电路1、以太网接口电路3、JTAG电路5及电源电路4集成布置在一块电路板8上，该电路板8安装在大功率整流设备内部。
实施例1将所有的功能模块集成在布置于同一块电路板8上，CPU芯片采用自带储器的ARM芯片，结构简单，成本低廉。
实施例2
进一步地，如图2所示，上述装置还包括：
若干电流采样电路9（如图3所示），其输入端连接大功率整流设备，输出端连接所述ARM芯片2，用于采集整流设备电流信号，实时反馈整流设备的工作状况；
脉冲输出电路10（如图4所示），其输入端接所述ARM芯片2，输出端接整流设备晶闸管，用于实现双窄触发脉冲输出；
报警保护电路11（如图5所示），其输入端连接所述ARM芯片2，输出端连接整流设备控制器，用于在过流、过压等紧急情况下输出报警信号并封触发脉冲；
所述电流采样电路9、脉冲输出电路10及报警保护电路11集成布置在电路板8上。
实施例2在实施例1的基础上，进一步地加入了更多的功能电路，使本装置可以对大功率整流设备进行控制，实现报警保护功能。
实施例3
更进一步地，在上述实施例1、2的基础上，所述以太网接口电路与所述ARM芯片实现数据交换的过程中，网页格式采用HTML格式，静态网页存贮在该置的ARM芯片中，通过线性查询技术寻找外部局域网内客户端请求的文件，采用Java Script技术实现本装置和客户机IE浏览器之间动态数据交换。
本装置通过RS485接口与其它整流控制柜、远控屏连网，并与与工艺DCS连网，将整流系统的有关信息送至工艺DCS的计算机。
如图6所示，所述RS485接口电路连接连接多台PLC和触摸屏，采用MPI、MODBUS等通讯协议通讯。
实施例3在实施例1、2的基础上，进一步地扩展了多网络接口，使本装置可以实现多套设备的同时监控，并采用Java Script技术，简单实用。
上述实施例仅供进一步说明本发明使用，并不对本发明做任何限定，本领域普通技术人员在不脱离本发明精神及技术启示下所作的变形和润饰，均应视为在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围具体视其权利要求书而定。
Claims (5)
1.一种基于WEB的大功率整流设备在线监控装置，其特征在于，包括：
ARM芯片，连接RS485接口电路、以太网接口电路及JTAG电路，用于MPI通信协议和TCP/IP通信协议下数据的转换，并将建立网页WEB将这些数据存储，具有DMA控制器的介质访问控制MAC并兼容IEEE-802.3的以太网接口；
RS485接口电路，其一端连接所述ARM芯片，另一端接大功率整流控制器及PLC，用于所述ARM芯片和整流控制器、PLC之间的数据传输，所述整流控制器、PLC与所述ARM芯片之间采用MPI通讯协议；
以太网接口电路，采用以太网PHY芯片，RMII接口，10M/100M自适应网络，采用TCP/IP通讯协议，其一端连接所述ARM芯片的以太网接口，另一端接外部局域网，用于所述ARM芯片和外部局域网之间的数据传输；
JTAG电路，连接所述ARM芯片，用于ARM芯片内的程序下载及更新；
电源电路，连接所述ARM芯片、RS485接口电路及以太网接口电路，用于给其提供工作电压；
上述ARM芯片、 RS485接口电路、以太网接口电路、JTAG电路及电源电路集成布置在一块电路板上，该电路板安装在大功率整流设备内部。
2.根据权利要求1所述一种基于WEB的大功率整流设备在线监控装置，其特征在于，还包括：
若干电流采样电路，其输入端连接大功率整流设备，输出端连接所述ARM芯片，用于采集整流设备电流信号，实时反馈整流设备的工作状况；
脉冲输出电路，其输入端接所述ARM芯片，输出端接整流设备晶闸管，用于实现双窄触发脉冲输出；
报警保护电路，其输入端连接所述ARM芯片，输出端连接整流设备控制器，用于在过流、过压紧急情况下输出报警信号并封触发脉冲；
所述电流采样电路、脉冲输出电路及报警保护电路和权利要求1所述各电路、芯片集成布置在一块电路板上。
3.根据权利要求1或2所述一种基于WEB的大功率整流设备在线监控装置，其特征在于，所述以太网接口电路与所述ARM芯片实现数据交换的过程中，网页格式采用HTML格式，静态网页存贮在该装置的ARM芯片中，通过线性查询技术寻找外部局域网内客户端请求的文件，采用Java Script技术实现本装置和客户机IE浏览器之间动态数据交换。
4.根据权利要求3所述一种基于WEB的大功率整流设备在线监控装置，其特征在于，本装置通过RS485接口电路与其它整流控制柜、远控屏连网，并与工艺DCS连网，将整流系统的有关信息送至工艺DCS的计算机。
5.根据权利要求4所述一种基于WEB的大功率整流设备在线监控装置，其特征在于，所述RS485接口电路连接多台PLC和触摸屏，采用MPI、MODBUS通讯协议通讯。
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