CN201352314Y - 基于tms320f2407a dsp的变频器以太网在线监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于TMS320F2407A DSP变频器以太网在线监控装置，把变频器接入以太网，变频器(4)经通信接口(5)连接以太网交换机(3)，以太网交换机(3)经通信接口(5)分别连接监控计算机(1)和管理服务器(2)；工作时，监控计算机通过以太网交换机(3)向变频器(4)发送运行控制命令，变频器(4)通过信号采集和内部数字信号处理将运算所得的重要数据存入指定存储区，监控计算机(1)经通信接口(5)通过以太网交换机(3)获得变频器的频率、电压、电流、故障信息等实时运行参数，并通过界面显示出来。本实用新型把变频器接入以太网，使得每个变频器不再工作于孤立的环境中，适应工业控制自动化的发展。

Description

基于TMS320F2407A DSP的变频器以太网在线监控装置

技术领域

本实用新型涉及自动化领域的无线监控装置，具体涉及基于TMS320F2407A DSP变频器以太网在线监控装置。

背景技术

现有的变频器之间的组网技术虽然已有一定的发展，但是它们基本上都是采用基于RS485的现场总线网的通信，RS-485最大的通信距离约为1219M，最大传输速率为10Mb/S。RS-485采用半双工工作方式，支持多点数据通信，一般支持32个节点。然而由于自身的数据传输能力和通信节点的限制，这种网络难以组成更多控制节点和更远距离的在线监控系统，不能更好地满足系统的实时性要求，特别是在数据通信量大的系统中，通信速率慢而难以胜任。

以太网(Ethernet)最初源自于1975年美国Xerox公司建造的一个CSMA/CD系统，采用DEC、Intel及Xerox合作的Ethernet物理层和数据链路层的规范，即DIX Ethernet v2。以太网采用了CSMA/CD介质访问机制，它的优势在于站点无需依靠中心控制就能进行数据发送，当网络负荷较小的时候冲突很少发生，因此延迟低。当网络负载较重的时候就容易出现冲突，网络性能也相应降低。以太网支持的传输介质为粗同轴电缆、细同轴电缆、双绞线、光纤等，其最大优点是简单、经济实用。此外，以太网支持Internet使用的TCP/IP协议，因而得到了飞速发展。以太网优越性主要体现在二个方面：一是以太网的传输速率从原先的10Mbps发展到100Mbps、1000Mbps，甚至更高；另一个方面就是其网络结构从最初的共享式向交换式发展。这些特点恰好满足了工业控制实时性要求。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种基于TMS320F2407A DSP变频器以太网在线监控装置，把变频器接入以太网，使得系统的每个变频器不再工作在孤立的环境中，而是能够与监控机相互交换信息，实现变频器参数的远程监测及变频器命令的发布，适应工业控制自动化的发展。

本实用新型的技术解决方案是：该在线监控装置包括监控计算机、管理服务器、以太网交换机和变频器，变频器经通信接口连接以太网交换机，以太网交换机经通信接口分别连接监控计算机和管理服务器。

本实用新型的基于TMS320F2407A DSP变频器以太网在线监控装置中，变频器由主控芯片上连接网络接口、模拟量输入通道、按键回路、LED显示回路电源模块和驱动模块组成。

本实用新型的基于TMS320F2407A DSP变频器以太网在线监控装置中，以大网交换机由网络控制芯片连接隔离器及以太网接口组成，网络控制芯片的通信接口通过电平转换芯片连接变频器的通信接口。

工作时，监控计算机通过以太网交换机向变频器发送运行控制命令，变频器通过信号采集和内部数字信号处理将运算所得的重要数据存入指定存储区，监控计算机经通信接口通过以太网交换机获得变频器的频率、电压、电流、故障信息等实时运行参数，并通过界面显示出来。

本实用新型的有益效果是：①将实时信号处理能力和外设功能集于一身，特别适合于工业控制应用；②内核采用哈佛结构，运算速度块，最高可达40MIPS的执行速度；③芯片供电电压为3.3V，降低了功耗；④芯片上有丰富的外设通信接口，标准通信端口可为主机、测试设备、显示器及其它组件提供简单方便的连接，价格低廉；⑤主控芯片提供了整套的片上系统，同时降低了系统成本，实现了更简单、更高效和更经济的设计。

附图说明

图1为本实用新型的变频器结构框图。

图2为本实用新型的以太网交换机通信传输部分原理图。

图3为监控计算机与变频器组成的在线监控装置结构框图。

图中：1监控计算机，2管理服务器，3以太网交换机，4变频器，5通信接口，6主控芯片，7网络接口，8模拟量输入通道，9按键，10LED显示回路，11电源模块，12驱动模块，13网络控制芯片，14隔离器，15以太网接口，16电平转换芯片。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

如图3所示，该在线监控装置包括监控计算机1、管理服务器2、以太网交换机3和变频器4，变频器4经通信接口5连接以太网交换机3，以太网交换机3经通信接口5分别连接监控计算机1和管理服务器2。

如图1所示，本实用新型的基于TMS320F2407A DSP变频器以太网在线监控装置中，变频器由TMS320LF2407A主控芯片6上连接RF45网络接口7、模拟量输入通道8、按键9、LED显示回路10、电源模块11和驱动模块12组成。

如图2所示，本实用新型的基于TMS320F2407A DSP变频器以太网在线监控装置中，以大网交换机3由RTL8019AS网络控制芯片13连接隔离器14及以太网接口15组成，网络控制芯片13的通信接口通过SN74LVC2455AD电平转换芯片16连接变频器4的通信接口。

工作时，监控计算机通过以太网交换机3向变频器4发送运行控制命令，变频器4通过信号采集和内部数字信号处理将运算所得的重要数据存入指定存储区，监控计算机1经通信接口5通过以太网交换机3获得变频器的频率、电压、电流、故障信息等实时运行参数，并通过界面显示出来。

主控芯片TMS320LF2407A是整个系统的控制中心，以太网交换机的网络控制芯片RTL8019AS的数据接口SD0-SD15通过电平转换芯片SN74LVC2455AD与主控芯片TMS320LF2407A的数据接口D0-D15相连接。所有的控制信息都由主控芯片TMS320LF2407A进行管理，由其片上自带的事件管理器产生6路PWM信号达到控制目的；此外TMS320LF2407A还产生键盘扫描信号来读取按键信息，用户通过按键可设定运行频率、运行方向、启动和停止等信息；通过LED显示器显示出变频器的运行参数；通过电压模数转换将被控对象的电压信号采集并转换成数字信号送入以TMS320LF2407A为核心的中央处理器中，中央处理器对运算过程中得到的重要数据存储到指定的存储区，方便以太网通信系统进行存取，以太网控制芯片通过中断请求实现对特定存取区的存取，同时实现协议转换，实现与监控计算机通信，从而使TMS320LF2407A能够实时了解被控对象的工作状况并将工作状况参数发送到工业以太网上，由此实现变频器的网络控制。

以太网支持TCP/IP协议，在TCP/IP协议中，网络层的核心协议是IP，同时它还提供多种其他协议，包括ARP、RARP和IGMP等，这一层的主要功能有：处理来自传输层的分组发送请求，即组装IP数据报并发往网络接口；处理输入数据报、转发数据报或从数据报中抽取分组；处理差错与控制报文，包括处理路由、流量控制、拥塞控制等。传输层的作用是提供应用程序间(端到端)的通信，它提供两个协议：用户数据报协议UDP，负责提供高效率的服务，用于传送少量的报文，几乎不提供可靠性措施，使用UDP的应用程序须自己完成可靠性操作；传输控制协议TCP负责提供高可靠性的数据传送服务，主要用于传送大量报文，并为保证可靠性做了大量工作。对两者的选择取决于应用的环境和要求，在本以太网监控程序中调用了基于TCP及UDP的系统WINSOCK接口函数。

Claims (3)

1.基于TMS320F2407A DSP变频器以太网在线监控装置，其特征在于：该在线监控装置包括监控计算机(1)、管理服务器(2)、以太网交换机(3)和变频器(4)，变频器(4)经通信接口(5)连接以太网交换机(3)，以太网交换机(3)经通信接口(5)分别连接监控计算机(1)和管理服务器(2)。

2.根据权利要求1所述的基于TMS320F2407A DSP变频器以太网在线监控装置，其特征在于：变频器由主控芯片(6)上连接网络接口(7)、模拟量输入通道(8)、按键(9)、LED显示回路(10)、电源模块(11)和驱动模块(12)组成。

3.根据权利要求1所述的基于TMS320F2407A DSP变频器以太网在线监控装置，其特征在于：以大网交换机(3)由网络控制芯片(13)连接隔离器(14)及以太网接口(15)组成，网络控制芯片(13)的通信接口通过电平转换芯片(16)连接变频器(4)的通信接口。

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