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【摘 要】 本文主要阐述了电机智能监控器的工作原理、硬件电路设计以及利用单片机的软件设计实现对电机的智能监控，不仅对电机的各项参数进行实时的监测，而且延长了电机的使用寿命，以免过压或过流对电机造成损坏。
【关键词】 单片机；电机；智能监控
1.引言
随着系统集成化、自动化的快速发展，电机在自控系统中的应用也越来越广泛，而电机的使用寿命是很多自控系统企业关心的问题，电机智能监控器的设计和开发，可以针对电机进行实时监测，并且对电机进行实时保护，以免过压或者过流对电机造成损害，其具有安装方便，显示直观，保护功能齐全，可扩展功能强，且价格低廉等优势，因此在行业内得到了广泛的应用。
2.仪表的总体工作原理
仪表以软件和硬件两部分组成，可接收的六路交流信号输入，同时带两路电机保护输出及通讯远传功能，仪表的总体工作原理如图2.1所示：
图2.1
3.硬件电路设计
电机智能监控器的硬件电路主要由CPU、模拟量输入采集模块、人机操作界面、继电器保护输出、电源模块以及通讯模块，下面介绍几个重要的模块：
3.1电源模块
本仪表的电源用线性变压器输出三组电压，经过整流、稳压电路，输出两路独立5V和一路独立的24V电压，每路电压之间都完全隔离，用线性变压器设计的电源电路，其抗干扰能力较强，可很好的抑制由电源干扰引起的各种仪表问题。
3.2模拟量输入通道
模拟量输入通道由互感器转换小板、CD4051多路选择开关、运算放大器以及D触发器共同实现14位AD转换，通过采集、转换、比较、放大等，将交流信号转换为频率信号，从而实现模拟量到数字量的转换，其中LM358在互感器小板上起到重要的作用，它将小信号进行比较放大输出，使后端电路能够正确识别采集信号的大小，下面以LM358为例，进行说明：
图3.1
图3.1为LM358其中一路运放的内部结构图，可见，LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，其电源电压使用范围很宽，单电源供电电压范围在3～30V，而且也适用于双电源工作模式，它的共模和差模输入范围都较宽，故使用范围较广，包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
3.3人机操作界面
微机控制系统中除了与生产过程进行信息传递的过程输入、输出通道与接口外，还有与操作人员进行信息交换的输入、输出设备或器件，这种人机联系的设备或器件称为人机接口。由人机接口输入程序或数据，可完成各种操作控制，显示生产过程的工艺状况与运行结果。电机智能监控器由12位.56寸LED超高亮数码管显示、5个LED指示灯及四个操作按键共同完成显示操作界面，与单片机的接口原理如下：
4.系统软件设計
软件系统由主程序和若干个子程序组成，其中包括V/F转换AD采集程序、动态扫描显示、通讯子程序、参数设置读写程序、智能报警判断程序以及中断处理子程序。
图4 主程序流程
5.现场应用
电机智能监控器，是一种集测量和保护于一体的高性价比产品，它不仅提高电机运行安全，也提高了自动化管理水平。该仪器保护功能齐全，参数直观，反应灵敏，性能可靠，并可以与上位机通讯构成远程监控系统的高新技术产品。广泛应用于石油、化工、冶金、电力、钢铁、水泥、矿山等行业。
6.结束语
电机智能监控器可以有效的保护电机的安全运行，实时监测电机的有效数据。具有操作简单、抗干扰性能好、可靠性高、使用范围宽等特点，现场操作人员操作简单、使用方便，大大提高了电机的有效使用率。
参考文献：
[1]孙涵芳，徐爱卿。MCS-51/96系列单片机原理及应用。北京：北京航空航天大学出版社，1996
[2]杨宁，胡学军。单片机与控制技术。北京：北京航空航天大学出版社，2005
[3]王福瑞。单片微机测控系统设计大全。北京：北京航空航天大学出版社，1998
【关键词】 单片机；电机；智能监控
1.引言
随着系统集成化、自动化的快速发展，电机在自控系统中的应用也越来越广泛，而电机的使用寿命是很多自控系统企业关心的问题，电机智能监控器的设计和开发，可以针对电机进行实时监测，并且对电机进行实时保护，以免过压或者过流对电机造成损害，其具有安装方便，显示直观，保护功能齐全，可扩展功能强，且价格低廉等优势，因此在行业内得到了广泛的应用。
2.仪表的总体工作原理
仪表以软件和硬件两部分组成，可接收的六路交流信号输入，同时带两路电机保护输出及通讯远传功能，仪表的总体工作原理如图2.1所示：
图2.1
3.硬件电路设计
电机智能监控器的硬件电路主要由CPU、模拟量输入采集模块、人机操作界面、继电器保护输出、电源模块以及通讯模块，下面介绍几个重要的模块：
3.1电源模块
本仪表的电源用线性变压器输出三组电压，经过整流、稳压电路，输出两路独立5V和一路独立的24V电压，每路电压之间都完全隔离，用线性变压器设计的电源电路，其抗干扰能力较强，可很好的抑制由电源干扰引起的各种仪表问题。
3.2模拟量输入通道
模拟量输入通道由互感器转换小板、CD4051多路选择开关、运算放大器以及D触发器共同实现14位AD转换，通过采集、转换、比较、放大等，将交流信号转换为频率信号，从而实现模拟量到数字量的转换，其中LM358在互感器小板上起到重要的作用，它将小信号进行比较放大输出，使后端电路能够正确识别采集信号的大小，下面以LM358为例，进行说明：
图3.1
图3.1为LM358其中一路运放的内部结构图，可见，LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，其电源电压使用范围很宽，单电源供电电压范围在3～30V，而且也适用于双电源工作模式，它的共模和差模输入范围都较宽，故使用范围较广，包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
3.3人机操作界面
微机控制系统中除了与生产过程进行信息传递的过程输入、输出通道与接口外，还有与操作人员进行信息交换的输入、输出设备或器件，这种人机联系的设备或器件称为人机接口。由人机接口输入程序或数据，可完成各种操作控制，显示生产过程的工艺状况与运行结果。电机智能监控器由12位.56寸LED超高亮数码管显示、5个LED指示灯及四个操作按键共同完成显示操作界面，与单片机的接口原理如下：
4.系统软件设計
软件系统由主程序和若干个子程序组成，其中包括V/F转换AD采集程序、动态扫描显示、通讯子程序、参数设置读写程序、智能报警判断程序以及中断处理子程序。
图4 主程序流程
5.现场应用
电机智能监控器，是一种集测量和保护于一体的高性价比产品，它不仅提高电机运行安全，也提高了自动化管理水平。该仪器保护功能齐全，参数直观，反应灵敏，性能可靠，并可以与上位机通讯构成远程监控系统的高新技术产品。广泛应用于石油、化工、冶金、电力、钢铁、水泥、矿山等行业。
6.结束语
电机智能监控器可以有效的保护电机的安全运行，实时监测电机的有效数据。具有操作简单、抗干扰性能好、可靠性高、使用范围宽等特点，现场操作人员操作简单、使用方便，大大提高了电机的有效使用率。
参考文献：
[1]孙涵芳，徐爱卿。MCS-51/96系列单片机原理及应用。北京：北京航空航天大学出版社，1996
[2]杨宁，胡学军。单片机与控制技术。北京：北京航空航天大学出版社，2005
[3]王福瑞。单片微机测控系统设计大全。北京：北京航空航天大学出版社，1998