CN205246798U - 一种在线检测测速装置断线的系统 - Google Patents

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梁超宇
王维建
蒋杰
汪德全
石友旺
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Abstract

本实用新型公开了一种在线检测测速装置断线的系统，包括可编程门阵列芯片、第一光耦隔离芯片、第二光耦隔离芯片、瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管跨接于被测信号的输入端与地之间，所述被测信号经过隔离直流和放大后与第一参考电压做比较，比较的第一结果经过所述第一光耦隔离芯片进入到可编程门阵列芯片；所述被测信号通过输入端直接与第二参考电压做比较，比较的第二结果经过所述第二光耦隔离芯片进入到可编程门阵列芯片；所述可编程门阵列芯片被配置为对所述第一结果和所述第二结果的逻辑与做判断，当所述逻辑与为1时，标志发生断线，所述可编程门阵列芯片被配置为向上位机传送实时状态和报警。

Description

一种在线检测测速装置断线的系统
技术领域
本实用新型涉及工业控制领域，尤其涉及一种可实现工业现场被测转速信号的接线状态的监视，可集成于一个复杂DCS控制系统中。
背景技术
目前，DCS广泛应用于工业领域，它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。DCS的主要特点是高可靠性、开放性、控制功能丰富。在现代工业DCS系统中，转速测量及其测速装置的接线状态监控是DCS系统的一个重要功能。在系统应用中，可实现汽轮机等需要测量转速的装置中。可广泛应用于电力、石油、化工、冶金、环保等工业企业的生产过程，做到断线故障状态实时监控，保证生产过程安全稳定运行。
现有技术中，测量线路状态要求在停机的状态下，用万用表测量线路接线的阻抗R，得知线路状态是否断线。在图1中测量a处和b处的电阻Rab,若Rab为兆欧时则认为断线。这种停机离线的测量和监控方式无法满足现代工业DCS系统的需求，特别是一些无法停机的系统或无法测量的极端情况下，现有的测量方式和测量装置无法满足此类需求。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种在线检测测速装置断线的系统，具备不停机检测能力，测量电路简单，易于实现。
实用新型内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题测量线路阻抗时，要求被测系统不能带电，否则测量不准确，由于现场条件复杂，测量不便。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种在线检测测速装置断线的系统，包括可编程门阵列芯片、第一光耦隔离芯片、第二光耦隔离芯片、瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管跨接于被测信号的输入端与地之间，所述被测信号经过隔离直流和放大后与第一参考电压做比较，比较的第一结果经过所述第一光耦隔离芯片进入到可编程门阵列芯片；所述被测信号通过输入端直接与第二参考电压做比较，比较的第二结果经过所述第二光耦隔离芯片进入到可编程门阵列芯片；所述可编程门阵列芯片被配置为对所述第一结果和所述第二结果的逻辑与做判断，当所述逻辑与为1时，标志发生断线，所述可编程门阵列芯片被配置为向上位机传送实时状态和报警。
进一步地，所述可编程门阵列芯片为FPGA。
进一步地，所述FPGA为Lattice公司的LCMXO2-2000HC。
进一步地，所述第一光耦隔离芯片为EL357N。
进一步地，所述第二光耦隔离芯片为EL357N。
进一步地，所述第一参考电压为3.3V。
进一步地，所述第二参考电压为5V。
进一步地，所述瞬态抑制二极管为UN半导体的SMCJ5。
进一步地，所述隔离直流所用芯片为MTG-00。
进一步地，所述放大所用芯片为LM343。本实用新型公开了一种基于可编程逻辑芯片实现高精度测量的同时实现线路状态的检测。这种检测方案灵活，性能可靠，应用方便，并且实现在线检测。
本实用新型采用双重机制来完成。首先，转速测量的工作由FPGA来完成，它可以实现多个通道的数据同时测量，这样提高了测量的响应速度(如图2)。同时FPGA实现检测断线状态功能。本实用新型还设计了隔离和过压保护功能。
本实用新型也可以用于其他脉冲量测量需要监测接线状态的场合，在现代工业生产中有重要作用。
本检测技术硬件采用可编程逻辑器件和检测电路的方式实现，FPGA采集转速的数据，同时检测线路的状态，检测电路实现信号的预处理功能，提高电路的抗干扰能力。
本检测技术实时不间断监视。具体原理为当转速数据为零转速时，标志为F1＝1，再参考线路状态检测到的电平，当此电平为高时，标志为F2＝1，断线标志F＝F1&F2＝1,逻辑判断为断线状态，并把此时的状态实时传送给上位机处理并报警。
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
图1是现有技术中用万用表测量线路阻抗方式实现断线检测的示意图；
图2是本实用新型的一个较佳实施例的用FPGA+检测电路的方式实现在线检测的功能框图；
图3是本实用新型的一个较佳实施例的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图3对本实用新型的具体实施作更详细的描述。
本实用新型，硬件电路采用高速光耦隔离芯片(U1,U2)，隔离现场设备对系统的干扰，以保护内部控制电路正常工作。在输入信号接入处并联瞬态抑制二极管(VT1),实现硬件电路的浪涌抑制和过压保护功能。
本实用新型使用Lattice公司的LCMXO2-2000芯片，使用Verilog编程语言。在FPGA内部搭建了硬件逻辑模块。其内部实现了转速或者脉冲量测量和断线状态检测模块，可以利用其丰富的管脚资源同时实现多路转速量的测量和监视。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种在线检测测速装置断线的系统，其特征在于，包括可编程门阵列芯片、第一光耦隔离芯片、第二光耦隔离芯片、瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管跨接于被测信号的输入端与地之间，所述被测信号经过隔离直流和放大后与第一参考电压做比较，比较的第一结果经过所述第一光耦隔离芯片进入到可编程门阵列芯片；所述被测信号通过输入端直接与第二参考电压做比较，比较的第二结果经过所述第二光耦隔离芯片进入到可编程门阵列芯片；所述可编程门阵列芯片被配置为对所述第一结果和所述第二结果的逻辑与做判断，当所述逻辑与为1时，标志发生断线，所述可编程门阵列芯片被配置为向上位机传送实时状态和报警。
2.如权利要求1所述的在线检测测速装置断线的系统，其特征在于，所述可编程门阵列芯片为FPGA。
3.如权利要求2所述的在线检测测速装置断线的系统，其特征在于，所述FPGA为Lattice公司的LCMXO2-2000HC。
4.如权利要求1所述的在线检测测速装置断线的系统，其特征在于，所述第一光耦隔离芯片为EL357N。
5.如权利要求1所述的在线检测测速装置断线的系统，其特征在于，所述第二光耦隔离芯片为EL357N。
6.如权利要求1所述的在线检测测速装置断线的系统，其特征在于，所述第一参考电压为3.3V。
7.如权利要求1所述的在线检测测速装置断线的系统，其特征在于，所述第二参考电压为5V。
8.如权利要求1所述的在线检测测速装置断线的系统，其特征在于，所述瞬态抑制二极管为UN半导体的SMCJ5。
9.如权利要求1所述的在线检测测速装置断线的系统，其特征在于，所述隔离直流所用芯片为MTG-00。
10.如权利要求1所述的在线检测测速装置断线的系统，其特征在于，所述放大所用芯片为LM343。
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