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光纤陀螺供电电监控系统设计方案.docx


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光纤陀螺供电电源监控系统设计 - 电气论文
光纤陀螺供电电源监控系统设计
党永刚 1,张伟 2
, 陕西西安 710068 ;,北京 100191 )
摘要:针对某型号光纤陀螺老炼测试需要长时监控、数据存储和故障保护等需求,采用工控机与 MC9S12XEP100MAL 单片机相结合的方案,设计光纤陀螺供电电源监控系统。该系统可以实时监控 12 路光纤陀螺供电电源的输出电压和输出电流,且具有数据存储,过压、欠压和过流等故障保护功能,达到了预期的技术指标,可以满足光纤陀螺老炼测试的要求。
关键词 :光纤陀螺;电源监控; MC9S12XEP100MAL ;RS 485
中图分类号: TN86?34 ;TP274 文献标识码: A 文章编号:1004?373X
2015 )14?0152?04
收稿日期: 2014?12?25
基金项目:航空科学基金:机载电子芯片热模型研究( 20100231001 )
引言
某型号光纤陀螺在老炼测试时往往是多个陀螺成组进行测试,每一个陀
螺都由线性隔离电源独立供电。由于对光纤陀螺的老炼测试一般都在几十小时,
甚至上百小时不间断, 这就要求供电电源连续可靠地工作。 反之,一旦电源过压、
欠压或者过流就会损坏待测陀螺, 造成巨大的经济损失。 因此,对光纤陀螺供电
电源进行监控, 不仅可以实时记录电源的输出电压电流, 有利于分析陀螺的工作
状态,而且在电源出现过压、欠压或过流时,可以自动切断供电电源,从而起到
保护光纤陀螺的作用。
本文采用研华的 Advantech IPC?610H 工控机作为上位机,基于
LabVIEW 设计了 12 路陀螺电源数据监控界面及数据存储程序。选取
MC9S12XEP100MAL 单片机作为下位机监控电路的主控芯片,实现了陀螺电
源输出电压和输出电流的实时采集,以及过压、欠压和过流等故障保护。采用
Modbus 协议的 RTU 模式,实现了上位机与下位机的数据传输。 基于上述技术,
实现了 12 路光纤陀螺供电电源输出电流和电压的实时监控。
光纤陀螺供电电源监控系统方案
技术要求
光纤陀螺供电电源监控系统要求能够监控 12 个光纤陀螺供电电源。这
12 个电源均采用朝阳 4NIC?X20 线性电源,各电源独立隔离供电。 4NIC?X20
线性电源的输入为 AC 220 V ,输出电压为 +5 V 和-5 V ,两路的输出电流最大
均为2A。
具体的技术要求如下:
(1 )同时监控 12 个光纤陀螺供电电源;
(2 )每一个陀螺供电电源的输出电压和输出电流采样必须为隔离采样;
(3 )一旦某个电源出现过压、过流或欠压故障,电源监测系统立即切
断该电源的 AC 220 V 输入,同时进行声音报警(只有排除故障后,供电系统
重新上电才可以恢复供电) ;
(4 )上位机实时显示陀螺电源的输出电压和电流,并实时记录各电源
的输出电压、电流。
系统方案设计
根据光纤陀螺供电电源监测系统的技术要求,光纤陀螺供电电源监测系
统方案 [1?2] 设计如图 1 所示。
在图 1 中,AC 220 V 交流电通过继电器组控制后为 12 个光纤陀螺电源
供电。监控电路分为 3 组,每组监控 4 个电源,共同检测 12 个电源的输出电流
和电压,一旦检测到某个电源出现过压、 过流或欠压等故障, 则可以通过控制相
应的继电器实现 AC 220 V 交流供电的自动切断,起到保护光纤陀螺的作用。
3 组监控电路再通过 RS 485 网络连接至上位机,实现陀螺电源输出电
压、电流数据的上传。

RS 485

串行数据通信卡选用研华的

8 端口

RS 422/485
通用

PCI

通信卡

PCI?1622CU

。上位机采用研华的


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  • 上传人zhaojr1943
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  • 时间2021-10-24