CN206892126U - 一种脉冲信号速度监测报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脉冲信号速度监测报警装置，包括中央处理模块和多组速度监控单元，速度监控单元包括脉冲信号检测模块、A/D转换模块、使能信号检测端口和控制继电器，脉冲信号检测模块、使能信号检测端口分别连接中央处理模块中一组I/O端口的第一输入端口和第二输入端口，对应的输出端口连接控制继电器的线圈，控制继电器的常闭触点串联在待测运动部件的运行继电器线圈的供电回路中，待测运动部件运行继电器的常开触点串联在市电供电端和使能信号检测端口之间；本实用新型能够在不改变原系统的情况下实时监控生产设备运动部件的运转速度和控制生产设备停运，且时效性强，精确度高，还能实现同时对多个不同的运动部件的运转速度进行监控。

Description

一种脉冲信号速度监测报警装置

技术领域

本实用新型涉及工业自动化控制技术领域，尤其涉及一种脉冲信号速度监测报警装置。

背景技术

生产设备中存在大量的运动部件作为制造工艺的执行器件，运动部件通过水平运动或者轴向转动来满足生产设备的生产需求，例如卷烟包装机中水平传送的传送带和轴向转动的齿轮。为了检测和监控运动部件的执行结果，一般会对运动部件的运行速度进行监控，特别是一些处于关键部位的运动部件，一旦速度失常，会使生产设备出现严重的设备故障，影响正常的生产安全和生产进度。

目前，常规的检测方法一般是在生产设备原有的系统中增加速度监测程序，对每个运动部件的速度进行监控。但是，这样的监测方式需要操作者熟悉原系统的操作流程，对操作者的要求高，更为重要的是，还会增加生产设备中原有控制系统的运行负担，导致监测精确度低，甚至造成原有控制系统的失效。同时，生产设备中原有的控制系统需要负责整个生产设备的运转和运算，加载了数量极多的内部程序，这就导致控制系统每次循环运行的时间间隔较长，使对运动部件的速度检测时间间隔过长，时效性差，容易造成生产设备故障的扩大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种脉冲信号速度监测报警装置，能够在不改变生产设备原系统的情况下实时监控生产设备运动部件的运转速度，并在待测运动部件的运转速度异常时及时控制生产设备停止运行，时效性强，精确度高；进一步地，还能实现同时对多个不同的运动部件的运转速度进行监控，工作效率高，实用性强。

本实用新型采用的技术方案为：

一种脉冲信号速度监测报警装置，包括中央处理模块和多组速度监控单元；所述中央处理模块包括多组I/O端口，每组I/O端口包括第一输入端口、第二输入端口和输出端口；每组速度监控单元包括脉冲信号检测模块、A/D转换模块、使能信号检测端口和控制继电器，脉冲信号检测模块的检测信号输出端通过A/D转换模块连接中央处理模块中一组I/O端口的第一输入端口，使能信号检测端口连接对应组I/O端口的第二输入端口，对应组I/O端口的输出端口连接控制继电器的线圈并为控制继电器的线圈供电，控制继电器的常闭触点串联在待测运动部件的运行继电器线圈的供电回路中，待测运动部件运行继电器的常开触点串联在市电供电端和使能信号检测端口之间。

优选地，所述中央处理模块采用型号为STC89C52RC的单片机。

优选地，所述脉冲信号检测模块采用金属接近传感器。

优选地，还包括显示模块，所述显示模块的显示信号输入端连接中央处理模块的显示信号输出端。

优选地，还包括报警模块，所述报警模块的警示信号输入端连接中央处理模块的警示信号输出端。

本实用新型具有以下优点：

（1）利用脉冲信号检测模块和中央处理模块，实现了对运动部件的运动速度的实时监控，且能够在运动速度异常时及时控制断开相关运动部件的电源，保证了生产设备整体的安全运行，时效性强，智能高效；

（2）本实用新型作为一个独立的速度监控装置，可以在不改动生产设备原有的电路结构和不增加原有控制系统负担的情况下，独立地对设备中不同的运动部件进行速度监测，不仅提高了监测结果的准确度，保证了原有控制系统的可靠性，且适用范围广，时效性强，进一步保障了生产设备的安全运行；

（3）STC89C52单片机具有运算速度快和准确度高的优点，且能够同时满足多个运动部件的速度监控需求，提高了本实用新型的工作效率，智能，方便，实用；

（4）利用显示模块和报警模块的使用，使本实用新型兼具实时查看数据、结果直观和安全提醒的作用，进一步方便了操作人员的使用，保证设备的安全实使用。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图；

图2为本实用新型的电路图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括中央处理模块、多组速度监控单元、显示模块和报警模块，中央处理模块的显示信号输出端连接显示模块的显示信号输入端，中央处理模块的警示信号输出端连接报警模块的警示信号输入端。

中央处理模块包括多组I/O端口，每组I/O端口包括第一输入端口、第二输入端口和输出端口；每组速度监控单元包括脉冲信号检测模块、A/D转换模块、使能信号检测端口和控制继电器，脉冲信号检测模块的检测信号输出端通过A/D转换模块连接中央处理模块中一组I/O端口的第一输入端口，使能信号检测端口连接对应组I/O端口的第二输入端口，对应组I/O端口的输出端口连接控制继电器的线圈并为控制继电器的线圈供电，控制继电器的常闭触点串联在待测运动部件的运行继电器线圈的供电回路中，待测运动部件运行继电器的常开触点串联在市电供电端和使能信号检测端口之间。

中央处理模块优选采用STC89C52RC等型号的单片机，脉冲信号检测模块设置在待测运动部件的附近，脉冲信号检测模块优选采用欧姆龙E2B系列型号的金属接近传感器，显示模块优选采用LCD显示屏，报警包块优选采用蜂鸣器。

为了更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

优选包括八组速度监控单元，此处以一组速度监控单元为例进行说明。如图2所示，在单片机中选取一组I/O端口，将第一输入端口通过A/D转换模块连接金属接近传感器，将第二输入端口连接使能信号检测端口P_d，将输出端口连接控制继电器的线圈T_C的一端，控制继电器的线圈T_C的另一端接地，控制继电器常闭触点KT_C串联在待测运部件的运行继电器的线圈T的供电电路中，设控制继电器常闭触点KT_C的静触点连接有第一连接端口P₁，控制继电器常闭触点KT_C的动触点连接有第二连接端口P₂，将第一连接端口P₁连接市电供电端，第二连接端口P₂连接待测部件的运行继电器的线圈T。将待测运动部件的运行继电器的第一常开触点KT₁串联在市电供电端和使能信号检测端口P_d之间，将待测运动部件的运行继电器的第二常开触点KT₂串联在待测运动部件的电机的供电回路中，这样在不改变待测运动部件原有电路的情况下，既能通过运行继电器控制运动部件的启停，又实现了当运动部件开始工作时向单片机发送速度监控的使能信号的功能，实现了本实用新型的自动开启，智能便捷。

将金属接近传感器安装在待测运动部件附近，对于做水平运动的运动部件，金属接近传感器设置在运动轨道的一侧且金属接近传感器的检测探头朝向运动部件，金属接近传感器将检测到的往复运动的运动部件的脉冲信号发送至单片机，单片机计算出运动部件的脉冲信号速度并与预设的阈值进行比较；对于做圆周运动的运动部件，将金属传感器正对转动面设置，且检测探头朝向转动面，转动面上具有突出部分，例如齿轮中相对齿槽凸出的齿顶部分，金属接近传感器将检测到的突出部分的脉冲信号发送至单片机，单片机计算出运动部件的脉冲信号速度并与预设的阈值进行比较。

接通电源后，运行继电器的线圈T通电，运行继电器的第一常开触点KT₁和第二常开触点KT₂均闭合，运行继电器的第二常开触点KT₂闭合使运动部件开始工作，运行继电器的第一常开触点KT₁闭合使单片机接收到运动部件开始工作的使能信号，单片机通电并为金属接近传感器供电，金属接近传感器将检测到的脉冲信号发送至单片机，单片机计算出脉冲信号速度并与预设的阈值进行比较，此处优选设置阈值范围为80m/s～100m/s。单片机计算过程为现有成熟技术，在此不再赘述。

当检测到运动部件的运动速度不正常，即低于80m/s或高于100m/s时，单片机向控制继电器的线圈T_C供电，同时，LCD显示屏显示故障信息和发生故障的具体运动部件，蜂鸣器发出警报，提供工作人员及时查看。控制继电器的线圈T_C通电使控制继电器的常闭触点KT_C断开，运行继电器的线圈T断电，运行继电器的第一常开触点KT₁和第二常开触点KT₂均断开，运动部件停止工作，防止了因运动部件转速异常引起的故障进一步扩大，对设备造成更大的伤害。需要指出，单片机上设有程序写入接口，技术人员可通过单片机编程环境软件keil对所监测运动部件的脉冲信号速度的上、下限阈值进行设定，且不同运动部件的运转速度不同，用户可以对单片机内所设的阈值范围进行修改，以适应不同运动部件的速度监测需求。

本实用新型作为一个独立的外部装置，拥有独立的操作系统，能够加载在在不同的运动部件上，实现对运动部件运动速度的实时监控，适用范围广，时效性强，且不会对设备的原有控制系统造成额外的负担，避免了因加载额外程序造成的原有控制系统失效，精确度高，可靠性强，满足了高速度和高精度的速度监控需求，而且不需要操作者熟悉每个待测运动部件原有的操作系统，降低了对操作者的要求标准，节省了劳动力；其次，一组监控单元配合一组I/O端口能够实现一个运动部件的速度监控，本实用新型包括多组速度监控单元和多组I/O端口，能够同时满足多个运动部件的监控需求，工作效率高，实用性强；再次，本实用新型实现了在运动部件速度异常时及时控制设备停止运转，避免了故障的扩大，保证了设备的安全运行，智能安全，便捷实用。

STC89C52RC单片机具有运算速度快和精度高的特点，其运算速度保证了其检测速度可以适用于绝大多数自动化控制系统的运动部件的运转速度的检测，适用范围更广，同时也保证了监测结果的准确性和运转异常检测的时效性，避免了设备故障的扩大，保证了设备的安全运行，且可以实现同时对八个运动部件进行脉冲信号的监测，减少了监测设备的使用，实用高效。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种脉冲信号速度监测报警装置，其特征在于：包括中央处理模块和多组速度监控单元；所述中央处理模块包括多组I/O端口，每组I/O端口包括第一输入端口、第二输入端口和输出端口；每组速度监控单元包括脉冲信号检测模块、A/D转换模块、使能信号检测端口和控制继电器，脉冲信号检测模块的检测信号输出端通过A/D转换模块连接中央处理模块中一组I/O端口的第一输入端口，使能信号检测端口连接对应组I/O端口的第二输入端口，对应组I/O端口的输出端口连接控制继电器的线圈并为控制继电器的线圈供电，控制继电器的常闭触点串联在待测运动部件的运行继电器线圈的供电回路中，待测运动部件运行继电器的常开触点串联在市电供电端和使能信号检测端口之间。

2.根据权利要求1所述的脉冲信号速度监测报警装置，其特征在于：所述中央处理模块采用型号为STC89C52RC的单片机。

3.根据权利要求1所述的脉冲信号速度监测报警装置，其特征在于：所述脉冲信号检测模块采用金属接近传感器。

4.根据权利要求1或2或3所述脉冲信号速度监测报警装置，其特征在于：还包括显示模块，所述显示模块的显示信号输入端连接中央处理模块的显示信号输出端。

5.根据权利要求4所述的脉冲信号速度监测报警装置，其特征在于：还包括报警模块，所述报警模块的警示信号输入端连接中央处理模块的警示信号输出端。