电机归纳维护器的构成及通讯子模块计划
电机归纳维护器的根柢构成
该归纳维护器由两大模块构成：维护子模块和通讯子模块。维护子模块首要是依据各传感器和外部查看设备输入单片机的信号进行处理、改换、闪现以及驱动操控,完毕相应功用,抵达维护电动机和风机意图。通讯子模块用于完毕井下电机归纳维护器与地上上位机通风监控体系的通讯。
维护子模块选用Atmel公司出产的AT89C52单片机作为基地操控器,调控处理各种查看信息,并完毕与CAN总线的接口。通讯子模块选用Philips公司出产的CAN独立操控器SJA1000完毕信息通讯。

2.1 维护子模块概述
归纳维护器维护子模块由微处理器和外围I／O接口电路构成。
微处理器的基地器材AT89C52是一款低压、高功用CMOS 8位单片机,内含8 KB EPROM和256字节RAM;选用高密度、非易失性存储技能出产;与规范MCS-51指令体系及8052商品引脚兼容;内置通用8位CPU和Flash存储单元、32个可编程I／O口线、3个16位守时／计数器以及8个接连源,适用于较为凌乱的操控运用场合。
该归纳维护器能对一飓风机的4个驱动电机的缺相、短路、过载、漏电缺点进行归纳维护。风机共有两台,一台主风机,一台备用风机。风机风量等级共有4级,每飓风机的风速等级由4台电机高、低速作业的纷歧样组合操控,其间3台电机是双速电机,即高速和低速两种作业办法,另一台电机是单速电机。风速等级如表1所示。瓦斯浓度纷歧样,则主张纷歧样的风速等级。当电机发作缺点或抵达风机倒换时刻,则主张备用风机。依据维护器的恳求及其在井下作业的特征,本归纳维护器完毕的首要功用见图1。

2.2 通讯子模块概述
通讯子模块选用的操控器是SJA1000 CAN总线操控器。SJA1000支撑CAN2.0B通讯协议,它与仅支撑CAN2.0A的CAN操控器PCA82C200在硬件上和软件上彻底兼容,并在其根底上添加了新的功用：规范帧数据构造和拓展帧数据构造,而且这两种帧格式都具有单／双接纳过滤器;64字节的接纳FI-FO;可读写拜访的过失计数器和过失绑缚报警,以及只听办法等。在系核算划中,SJA000的内部寄存器作为AT89C52的片外寄存器,AT89C52和SJA1000之间情况、操控和数据的沟通都是经过SJA1000在复位办法或作业办法下对这些寄存器的读写操作完毕的。
3 通讯子模块计划
3.1 通讯子模块硬件计划
通讯子模块用于完毕电机维护器和上位监控机之间的信息传送,对下位机的作业情况和缺点信息等及时做出相应的反映,确保井劣势机正常作业。选用运用最广泛的CAN总线进行通讯。CAN总线接口模块以AT89C52单片机作为处理基地器材,PC82C250为总线收发器,选用SJA1000作为总线操控器。悉数模块有较强的可拓展性和较好的通用性。SJA1000是运用于轿车和一般工业环境的独立CAN总线操控器,一般坐落微处理器MCS51系列单片机和CAN总线接口器材PC82C250之间,具有CAN通讯协议所恳求的悉数特性。其接口电路如图2所示。

PCA82C250是Philips公司的CAN操控器和物理总线之直接口,可供应对总线的差动发送和接纳才调,支撑多达110个节点相联接。它具有三种纷歧样的作业办法：高速、备用和斜率操控,一般选用斜率操控办法。
为了进一步跋涉体系的抗搅扰性,在操控器SJA1000和收发器PCA82C250之间添加了由高速阻隔器材6N137构成的阻隔电路。
CAN总线两头的两只124Ω的电阻对于匹配总线阻抗具有恰当首要的效果。若忽略不计。会使数据通讯的抗搅扰性及牢靠性大大下降。甚至无法通讯。由于CAN总线运用双绞线进行数据传输,也受外界搅扰。因而可充沛运用接纳器的高共模按捺功用跋涉通讯的抗搅扰性,但有必要在双绞线两头联接匹配电阻来消除长间隔线反射所构成的使的搅扰。匹配电阻R与双绞线特性阻抗Z的联络为：
R=Z／2 (1)
归纳维护器中双绞线特性阻抗为248Ω摆布,所以R为124Ω。
PCA82C250的8引脚RS与地之间的电阻为斜率电阻。在波特率较低的情况下,一般选用斜率操控办法,上升及下降的斜率取决于阻值,经过试验,一般取值介于20Ω和200 kΩ之间,运用双绞线作为总线。
在总线接口模块计划中,应留神电源电压与地信号之间的阻隔。图2给出的接口电路选用了2种纷歧样电源+5 V和+5 VA,其间,+5 V用于为SJA1000输出驱动器及6N137一侧供电,+5 VA用于为总线收发器PCA82C250及6N137另一侧供电。与电源对应,有2组纷歧样的地,AGND和单片机地。选用电源阻隔模块完毕电源的彻底阻隔,不然光电耦合失掉阻隔效果。本归纳维护器选用B0505S-1W电源阻隔模块完毕电源阻隔。
一旦有缺点发作,则向上位机发送缺点信息的接连恳求,照顾接连后经过CAN总线向上位机发送缺点信息。同理,当上位机查询缺点信息时,可向下位机发送恳求信息,下位机从CAN总线上接纳报文后,则按恳求将所要信息传送到上位机。依据详细要传送的数据信息和CAN总线的通讯恳求拟定相应的通讯协议。
3.2 通讯软件计划
CAN总线通讯的软件计划首要包含CAN的初始化程序、报文发送程序和报文接纳程序等。在Basic CAN办法下,CAN初始化有必要在复位办法下进行,所作的作业首要是设置时钟分频寄存器CDR、认可码寄存器ACR与认可码屏蔽寄存器AMR、总线守时寄存器BTR0和BTR1、输出操控寄存器OCR。依据课题恳求,能够得出初始化后各寄存器所赋初值：CDR为0x08H;运用体系节点只接纳ID(象征符)高八位为"10101010"的音讯,认可码屏蔽寄存器不屏蔽,所以ACR=0xaaH,AMR=0x00H;体系中晶体频率为16 MHz,波特率预设值BRP=9,算出体系波特率为100 kb／s,BTRO=0C9H,BTR1=0A3H;位序流在正常输出办法下输出,选用上拉驱动办法,则OCR=0xAA。SJA1000初始化流程如图3所示。

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