專利名稱：基于單片機系統的性能監測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及性能監測技術領域，尤其涉及一種基于單片機系統的性能監測裝置。
背景技術：
目前，一般情況下的性能監測大多是基于外部計算機的。通過在計算機上安裝相應的應用軟件，包括監視程序、過程控制程序和公共服務程序等，實現監測功能。基于外部計算機的性能監測裝置，不僅需在外部占用一臺計算機，同時還需要通過人工在計算機上運行各種監測應用程序，操作過程復雜，增加了人力資源成本。此外，基于外部計算機的性能監測裝置往往僅能進行數據的單向傳遞，即只能讀取被監測方的數據，無法將監測結果回傳給被監測方以參與對被監測方的控制，也即無法實現性能監測裝置與被監測方的一體化工作。
實用新型內容基于此，有必要針對上述的問題，提供一種基于單片機系統的性能監測裝置。一種基于單片機系統的性能監測裝置，包括用于實現單片機復位的復位模塊、用于向單片機提供時鐘信號的時鐘模塊、用于向單片機提供電能的電源模塊、用于實現單片機與被監測方之間數據通信的通訊模塊和用于對被監測方進行性能監測的單片機，所述復位模塊、所述時鐘模塊、所述電源模塊和所述通訊模塊分別與所述單片機連接。與一般技術相比，本實用新型所提供的基于單片機系統的性能監測裝置能夠與被監測方進行數據的雙向傳遞，在功能上與被監測方緊密結合成一個整體，實現一體化工作，無需占用外部的計算機。本實用新型無需過多的人工操作即可完成對被監測方的實時性能監測，并將監測結果實時發送給被監測方以對其運行進行控制和指導，具有計算速度快，通信安全可靠的優點。本實用新型體積較小，操作簡單，并且成本低廉，因此易于推廣。
圖I是本實用新型基于單片機系統的性能監測裝置的結構示意圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型采取的技術手段及取得的效果，
以下結合附圖及較佳實施例，對本實用新型做更清楚和完整的描述。請參與圖1，為本實用新型基于單片機系統的性能監測裝置的結構示意圖。本實用新型基于單片機系統的性能監測裝置包括用于實現單片機復位的復位模塊101、用于向單片機提供時鐘信號的時鐘模塊102、用于向單片機提供電能的電源模塊103、用于實現單片機與被監測方之間數據通信的通訊模塊104和用于對被監測方進行性能監測的單片機105，所述復位模塊101、所述時鐘模塊102、所述電源模塊103和所述通訊模塊104分別與所述單片機105連接。與一般技術相比，本實用新型所提供的基于單片機系統的性能監測裝置能夠與被監測方進行數據的雙向傳遞，在功能上與被監測方緊密結合成一個整體，實現一體化工作，無需占用外部的計算機。本實用新型無需過多的人工操作即可完成對被監測方的實時性能監測，并將監測結果實時發送給被監測方以對其運行進行控制和指導，具有計算速度快，通信安全可靠的優點。本實用新型體積較小 ，操作簡單，并且成本低廉，因此易于推廣。在其中一個實施例中，所述單片機105、所述通訊模塊104與被監測方之間的連接方式可以為順序連接，所述單片機105、所述電源模塊103與被監測方之間也可采取順序連接的方式進行連接。所述通訊模塊104可采用總線驅動芯片，其通訊方式可采用半雙工主從式通訊方式。優選的，所述時鐘模塊102可包括外部振蕩晶體和電容，所述外部振蕩晶體與所述單片機105連接，所述電容與所述外部振蕩晶體并聯。優選的，所述電源模塊103可包括穩壓芯片和插座，所述單片機105、所述穩壓芯片、所述插座與被監測方之間順序連接。所述插座上設置有電源開關。在其中一個實施例中，被監測方可以是火電機組。其中，單片機選用MCS-51系列單片機，火電機組的過程控制系統選用Ovation DCS系統，它用來采集火電機組現場數據如溫度、壓力等，對數據進行預處理，產生機組控制方案，完成對機組生產過程的控制。則該實施例中，基于51單片機系統的火電機組在線性能監測裝置，包括復位模塊、時鐘模塊、電源模塊、通訊模塊和單片機，其中，復位模塊與單片機復位引腳連接，時鐘模塊與單片機的時鐘引腳連接，電源模塊與單片機的Vcc及Vss引腳連接，通訊模塊與單片機的I/O接口連接,Ovation DCS系統通過數據線與通訊模塊連接，電源模塊及Ovation DCS系統通過導線順序連接。在上述基于51單片機系統的火電機組在線性能監測裝置的實施例中，復位模塊由外部電容及外部電阻組成，將外部電容及外部電阻并聯于單片機復位引腳，可實現單片機的上電復位，使單片機和其他部件處于一個確定的初始狀態，并從這個狀態開始工作。本具體實施中采用人工復位方式，即只需將一個常開按鈕并聯于上電復位電路，按下開關后就能使單片機復位。上述實施例中，時鐘模塊由外部振蕩晶體及電容組成，將單片機內部時鐘引腳與外部振蕩晶體連接，外部振蕩晶體與電容并聯，從而與片內反相放大器構成一個振蕩器，它提供單片機的時鐘控制信號。本具體實施中可采用頻率為11. 0592MHz的外部振蕩晶體，電容可選擇為30pF。上述實施例中，電源模塊可由7805穩壓芯片及插座組成，插座上設置電源開關，電源模塊及Ovation DCS系統通過導線順序連接，其中，Ovation DCS系統提供24V直流電源，7805芯片能將24V直流電源轉換成5V電源，提供單片機的電源，電源開關可保證插座插好后不會立刻通電，同時緊急情況時可快速斷電。單片機、電源模塊及Ovation DCS系統通過導線順序連接。上述實施例中，通訊模塊可采用總線驅動芯片MAX485，該芯片采用RS-485通訊協議標準，含有一個驅動器與一個接收器，米用半雙工主從式通訊方式。MAX485芯片的發送和接收功能轉換由芯片的RE和DE端控制，需用一根口線反向接入MAX485的控制端，使上電時MAX485處于接收狀態。上述Ovation DCS系統支持Modbus通訊協議。Ovation DCS系統采集火電機組現場數據如溫度、壓力等，并將數據信號以Modbus協議送到51單片機系統，同時接收51單片機系統回傳的處理數據如機組熱耗率等，將計算結果參與運行控制。上述實施例中，單片機采用MCS-51系列單片機，數據存儲器用來存放運算中產生的中間變量，程序存儲器用來存放已經編制好的程序和表格常數，特殊功能寄存器用來存放單片機的設置通訊方式，控制器協調單片機內部各功能部件之間的數據傳送、數據運算等操作，并將控制結果傳送回外部設備，從而完成單片機與外部設備的數據通信。在本具體實施中可選擇采用CHMOS工藝的MCS-51系列單片機8051單片機，其正常工作電壓為5V，工作電流為16mA，存儲器的大小在64K以上，運算器的大小在64K以上。在上述基于51單片機系統的火電機組在線性能監測裝置的實施例中，可選擇采取如下工作過程。首先，打開電源開關，Ovation DCS系統提供24V直流電源，電源模塊將24V直流電源轉換成5V電源，為裝置提供電源，復位模塊將單片機及通訊模塊處于復位狀態，OvationDCS系統將初始信號以Modbus協議發送出去，即信息以幀的形式將單片機的地址碼、校驗碼、程序及數據通過數據線發送到通訊模塊，通訊模塊的接收端接收初始信號，并對初始信號進行轉換，單片機接收轉換信號，運行機組在線性能監測程序，機組在線性能監測程序按照如下方式運行，首先判斷是否進行機組在線性能計算，如“否”，則回到初始狀態，如“是”，則進入性能計算，定義主蒸汽焓、給水焓等中間參數變量以及鍋爐效率、汽輪機熱耗等目標參數變量，在線讀取機組運行現場熱力參數，如主蒸汽溫度、主蒸汽壓力、給水流量、給水壓力等，運行水蒸氣性質計算子程序，在線計算主蒸汽焓值、給水焓值等，計算鍋爐效率、汽輪機熱耗、發電廠熱耗率和發電廠煤耗率。根據計算結果，判斷機組是否安全運行，如“是”，則輸出計算結果，如“否”，則發出警報是否有高位或低位報警，至此完成整個機組的在線性能計算。單片機將計算結果回傳到通訊模塊，通訊模塊對信號進行轉換，由發送端將最終信號回傳到Ovation DCS系統，Ovation DCS系統接收回傳的計算結果，可將其應用到控制方案中。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種基于單片機系統的性能監測裝置，其特征在于，包括用于實現單片機復位的復位模塊、用于向單片機提供時鐘信號的時鐘模塊、用于向單片機提供電能的電源模塊、用于實現單片機與被監測方之間數據通信的通訊模塊和用于對被監測方進行性能監測的單片機，所述復位模塊、所述時鐘模塊、所述電源模塊和所述通訊模塊分別與所述單片機連接。
2.根據權利要求I所述的基于單片機系統的性能監測裝置，其特征在于，所述單片機、所述通訊模塊與被監測方之間順序連接。
3.根據權利要求I所述的基于單片機系統的性能監測裝置，其特征在于，所述單片機、所述電源模塊與被監測方之間順序連接。
4.根據權利要求I所述的基于單片機系統的性能監測裝置，其特征在于，所述時鐘模塊包括外部振蕩晶體和電容，所述外部振蕩晶體與所述單片機連接，所述電容與所述外部振蕩晶體并聯。
5.根據權利要求I所述的基于單片機系統的性能監測裝置，其特征在于，所述電源模塊包括穩壓芯片和插座，所述單片機、所述穩壓芯片、所述插座與被監測方之間順序連接。
6.根據權利要求5所述的基于單片機系統的性能監測裝置，其特征在于，所述插座上設置有電源開關。
專利摘要本實用新型公開了一種基于單片機系統的性能監測裝置，包括用于實現單片機復位的復位模塊、用于向單片機提供時鐘信號的時鐘模塊、用于向單片機提供電能的電源模塊、用于實現單片機與被監測方之間數據通信的通訊模塊和用于對被監測方進行性能監測的單片機，所述復位模塊、所述時鐘模塊、所述電源模塊和所述通訊模塊分別與所述單片機連接。本實用新型能夠與被監測方進行數據的雙向傳遞，實現一體化工作，無需占用外部的計算機。可完成對被監測方的實時性能監測，并將監測結果實時發送給被監測方以對其運行進行控制和指導，具有計算速度快，通信安全可靠的優點。本實用新型體積較小，操作簡單，并且成本低廉，因此易于推廣。
文檔編號G05B19/048GK202522895SQ201220179209
公開日2012年11月7日 申請日期2012年4月24日 優先權日2012年4月24日
發明者葉向前, 方彥軍, 李昕, 陳世和, 韓玲 申請人:廣東電網公司電力科學研究院, 武漢大學