專利名稱：一種基于modbus的智能火檢裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及火焰檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鍋爐燃燒行業(yè)基于MODBUS的智能火焰檢測裝置。
背景技術(shù)：
在大型鍋爐的燃燒過程中，要判斷鍋爐爐膛的燃燒狀況，實(shí)現(xiàn)燃燒的自動(dòng)管理和控制，火焰檢測裝置是必不可少的。先進(jìn)的火焰檢測裝置不但能檢測火焰的燃燒和熄滅，還能檢測火焰的穩(wěn)定性?；鹧鏅z測裝置在發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)中起著極其重要的作用，全爐膛滅火及燃料喪失2個(gè)重要的跳爐(MFT)信號(hào)都是由火檢裝置檢測及判斷得出的。火檢的無火信號(hào)也是進(jìn)行爐膛吹掃的必備條件之一。如圖2所示，一般一個(gè)大型鍋爐需要的火焰檢測裝置是比較多的，如一個(gè)鍋爐有四層，每層有四個(gè)煤粉噴嘴，那么每個(gè)噴嘴都需要一個(gè)火焰檢測裝置，那么一個(gè)鍋爐需要16個(gè)火焰檢測裝置，對(duì)于這些火檢裝置，需要組成火檢監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。在現(xiàn)代常用的通信協(xié)議中，常常存在著這樣的情況:使用自由協(xié)議時(shí)，設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)空間較大，但是移植性和通用性都不強(qiáng)。而通用的協(xié)議如MODBUS等，雖然許多設(shè)備都支持，但是專用性不強(qiáng)，特別是用在火焰檢測時(shí)，火焰檢測需要有一些特殊要求，而有時(shí)這些通用協(xié)議就無法表示。實(shí)驗(yàn)新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中使用自由協(xié)議時(shí)，移植性和通用性都不強(qiáng)，而使用通用協(xié)議時(shí)專用性不強(qiáng)的問題，提供一種基于MODBUS的智能火檢裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于MODBUS的智能火檢裝置，包括N個(gè)檢測傳感器，和與之電連接的信號(hào)調(diào)理/濾波/放大裝置，還包括彼此電連接的主控單元、電平轉(zhuǎn)換單元和光電隔離單元，所述主控單元與信號(hào)調(diào)理/濾波/放大裝置電連接，其中，所述主控單元至少包括3個(gè)引腳，一個(gè)引腳是接收信號(hào)的端口，第二個(gè)引腳是發(fā)送信號(hào)的端口，第三個(gè)引腳是通用IO引腳，用來控制讀寫轉(zhuǎn)換，控制所述電平轉(zhuǎn)換單元的接收和發(fā)送。進(jìn)一步，所述主控單元為16位單片機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:(I)硬件上通過91號(hào)引腳作為收發(fā)信號(hào)的切換，保證了信號(hào)的準(zhǔn)確收發(fā)。(2)通過對(duì)MODBUS RTU報(bào)文的重新定義，保證了火焰質(zhì)量值與參數(shù)號(hào)能實(shí)時(shí)發(fā)送。(3)避免了對(duì)ROM的無效刷寫，降低了 ROM的損壞概率，提高了系統(tǒng)使用壽命。

圖1為本實(shí)用新型的電氣連接示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。如圖1所示，本實(shí)用新型包括N個(gè)檢測傳感器1，和與之電連接的信號(hào)調(diào)理/濾波/放大裝置2，還包括彼此電連接的主控單元3、電平轉(zhuǎn)換單元5和光電隔離單元4，所述主控單元3與信號(hào)調(diào)理/濾波/放大裝置2電連接。檢測環(huán)節(jié)將多個(gè)傳感器I監(jiān)測到的信號(hào)經(jīng)過裝置2調(diào)理，濾波、放大等處理后，再進(jìn)入主控單元3，例如單片機(jī)?？紤]到火焰檢測的特殊性，本實(shí)用新型的基于MODBUS的智能火檢裝置，采用飛思卡爾9S12DG128B作為主控芯片3。飛思卡爾9S12DG128B是一款高性能的16位單片機(jī)。利用飛思卡爾9S12DG128B控制收發(fā)轉(zhuǎn)換，并重新設(shè)計(jì)MODBUS報(bào)文，使火檢通信即具備通用性的需求，也具備了火檢的特殊需求?；陲w思卡爾9S12DG128B本身具備多個(gè)功能模塊，其中具備有兩個(gè)SCI模塊分別命名為SCIO和SCI1，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)也是基于9S12DG128B這款芯片的串口通信接口，采用的是SCIl模塊，該模塊的3個(gè)引腳號(hào)為RXDl，TXDl和PS4。其中RXD1，TXD1是一對(duì)收發(fā)信號(hào)端口，而采用PS4作為通用IO引腳用來控制讀寫轉(zhuǎn)換。當(dāng)PS4置I時(shí)，發(fā)送信息；置O時(shí)，接受信息。本實(shí)用新型的主控芯片3的端口采用光電隔離元件4，例如TLP114，極大的提高了抗干擾性和可靠性。為了能夠支持多機(jī)通訊，本實(shí)用新型的通訊底層采用RS485接口，半雙工的方式進(jìn)行通訊。通訊模塊的電平轉(zhuǎn)換單元5采用了 MAX487，將TTL電平轉(zhuǎn)換成RS485電平信號(hào)。MAX487包括引腳R0,DI,DE和RE，其中引腳R0,DI,DE經(jīng)過TLPl 14，分別與主控芯片3的引腳RXD1，TXD1、PS4連接；引腳RE接5V工作電源。在檢測時(shí)，檢測環(huán)節(jié)將傳感器I監(jiān)測的信號(hào)經(jīng)過調(diào)理，濾波、放大等處理后，再進(jìn)入單片機(jī)經(jīng)過計(jì)算與判斷得到處理的結(jié)果。這里不管是需要設(shè)置參數(shù)參與單片機(jī)的運(yùn)算還是運(yùn)算結(jié)果本身都是需要進(jìn)入總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，考慮到火焰檢測的特殊要求，本實(shí)用新型對(duì)火焰檢測裝置的網(wǎng)絡(luò)以及通信進(jìn)行了設(shè)計(jì)與改進(jìn)。在設(shè)計(jì)通訊時(shí)，考慮到與其他設(shè)備的兼容性，設(shè)備采用了 MODBUS RTU協(xié)議。在RTU協(xié)議基礎(chǔ)上重新修正了協(xié)議。使其更加適合于火焰檢測的數(shù)據(jù)傳送。為了適應(yīng)鍋爐火焰檢測需要組建多機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的要求。本設(shè)計(jì)重新設(shè)計(jì)了智能火焰檢測裝置，采用PbS作為檢測傳感器，利用飛思卡爾9S12DG128B作為主控芯片，采用MAX487芯片構(gòu)成RS485的通信標(biāo)準(zhǔn)，并將MODBUS協(xié)議的報(bào)文重新設(shè)計(jì)，使智能火焰檢測器能夠組成總線型網(wǎng)絡(luò)，能夠進(jìn)行火焰質(zhì)量值、選用參數(shù)號(hào)、背景值、高頻、低頻、預(yù)報(bào)警值、無火延時(shí)、有火延時(shí)等參數(shù)的數(shù)據(jù)通訊，從而使得選用不同煤炭進(jìn)行燃燒時(shí)，參數(shù)能夠通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)置，并能夠方便的接入電廠監(jiān)控系統(tǒng)。1、硬件上采用了 9S12DG128B、MAX487、TLP114，利用了 9S12DG128B 的 93 號(hào)引腳控制MAX487的接收和發(fā)送，實(shí)現(xiàn)半雙工的工作方式。而9S12DG128B的91號(hào)引腳RXDl端作為接收信號(hào)引腳，92號(hào)引腳TXDl端作為發(fā)送信號(hào)引腳。采用MAX487芯片將TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS485標(biāo)準(zhǔn)的差分信號(hào)。連接接口采用TLP114作為隔離元件，保證了信號(hào)傳送的可靠性。2、本通信策略采用MODBUS作為底層通信協(xié)議，在此基礎(chǔ)上，讓火檢裝置的火焰質(zhì)量值和參數(shù)號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，自動(dòng)綁定在MODBUS的報(bào)文，而不需要MODBUS主機(jī)的請(qǐng)求。同時(shí)為了避免MODBUS中寫信號(hào)時(shí)可能會(huì)造成MODBUS從機(jī)不斷重復(fù)的刷寫R0M，重新編制的協(xié)議中規(guī)定了報(bào)文中20H作為刷寫ROM的特定標(biāo)記。并規(guī)定，報(bào)文中要更改的數(shù)據(jù)與ROM中的數(shù)據(jù)相同，則丟棄報(bào)文。通過這種方式減少ROM的刷寫次數(shù)。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種基于MODBUS的智能火檢裝置，包括N個(gè)檢測傳感器(1)，和與之電連接的信號(hào)調(diào)理/濾波/放大裝置(2)，其特征在于，還包括彼此電連接的主控單元(3)、電平轉(zhuǎn)換單元(5)和光電隔離單元(4)，所述主控單元與信號(hào)調(diào)理/濾波/放大裝置電連接，其中， 所述主控單元(3)至少包括3個(gè)引腳，一個(gè)引腳是接收信號(hào)的端口，第二個(gè)引腳是發(fā)送信號(hào)的端口，第三個(gè)引腳是通用IO引腳，用來控制讀寫轉(zhuǎn)換，控制所述電平轉(zhuǎn)換單元(5)的接收和發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能火檢裝置，其特征在于，所述主控單元(3)為16位單片機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種鍋爐燃燒行業(yè)基于MODBUS的智能火焰檢測裝置，包括N個(gè)檢測傳感器(1)、與之電連接的信號(hào)調(diào)理/濾波/放大裝置(2)、彼此電連接的主控單元(3)、電平轉(zhuǎn)換單元(5)和光電隔離單元(4)，主控單元與信號(hào)調(diào)理/濾波/放大裝置電連接；所述主控單元(3)至少包括3個(gè)引腳，一個(gè)引腳是接收信號(hào)的端口，第二個(gè)引腳是發(fā)送信號(hào)的端口，第三個(gè)引腳是通用IO引腳，用來控制讀寫轉(zhuǎn)換，控制所述電平轉(zhuǎn)換單元(5)的接收和發(fā)送。本實(shí)用新型具有以下有益效果保證了信號(hào)的準(zhǔn)確收發(fā)，保證了火焰質(zhì)量值與參數(shù)號(hào)能實(shí)時(shí)發(fā)送，避免了對(duì)ROM的無效刷寫，降低了ROM的損壞概率，提高了系統(tǒng)使用壽命。
文檔編號(hào)F23M11/04GK203052712SQ201320041009
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者夏建春, 陸旭明, 陸亞波, 湯子超 申請(qǐng)人:常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院