引 言
在电力、钢铁、石油、化工等职业中，有着很多的减速机、风机、泵站等机械设备，些设备如果在带病状态下作业，会大大减缩其运用寿命，影响出产，给企业带来经济损失。传统上依托作业员耳听、手摸的办法发现存在的危险，受现场环境和确诊者经历的限制，常常会出现漏诊、误诊的现象。同一台设备的两次查看时刻距离较，也不利于反常状况的及时发现。因而，工厂的在线监测就显得十分重要。
减速机常见的驱动设备之一，其作业是否反常的重要参数是：振荡状况、轴承温度、输出轴转速、电机电流、电压等。经过振荡信号，能够知道齿轮啮合、动平衡是否正常；经过轴承温度，能够知道轴承的空隙、光滑是否杰出；经过输出轴的转速和电机电流，能够知道是否过载。子站的首要功用是监测、处理，数据上传，超限报警。
1.整体结构
分布式监控体系一般是在监控中心安置主站，在各个监控点安置子站，经过总线结构将主站和子站衔接起来（图 1）。子站将各个传感器的信息收集处理后，将一部分重要数据显现在子站的显现设备上，一起将一切数据经过总线上传给主站，主站将各个子站上传的信息剖析处理后显现给运转监控人员，完成了对大规模运转设备的在线监测。
图1 网络结构
体系选用德州仪器的MSP430F149作为控制器，经过SIMENS公司的SPC3芯片完成与PROFIBUS-DP总线衔接。选用规范4～20mA电流信号输出的振荡传感器，电机的电流、电压经过转化完成0～3V输出。在轴承方位装置DS18B20温度传感器，完成对轴温的监控（减速机作业的正常温度为50～60℃，一般滚动轴承作业不能超过95℃）。输出轴上装置脉冲输出的转速传感器。MSP430F149 将以上运转信号收集处理后，经过LCD显现，一起上传到总线，向主站陈述该子站的运转状况。
2. 相关介绍
2．1 MSP430F149微控制器
MSP430F149是TI公司出产的一种超低功耗、混合信号16位控制器，作业电压1.8~3.6V。该单片机具有丰厚的外围功用，内部集成多通道12位A/D转化器、硬件乘法器、60KB的Flash和2KB的RAM，运转环境温度规模为-40℃～+85℃,能够习惯各种恶劣的环境，十分合适作为现场监测的终端控制器。
2．2 PROFIBUS-DP现场总线
PROFIBUS是一种不依赖出产厂家的、敞开式的现场总线，是现在际上通用的现场总线规范之一，以其共同的技能特色、严厉的认证规范、敞开的规范、很多厂商的支撑和不断发展的运用行规，已被归入现场总线的国际规范IEC61158和欧洲规范EN50170,并于2001年被定为我国的国标JB/T10308.3-2001。PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery，分布式外围设备）首要用于主动化体系中单元级控制体系与涣散式通讯，运用第1层、第2层和用户接口层，其他3～7层未运用，这种精简的结构保证了高速数据传输。
2．3SPC3协议专用芯片
PROFIBUS-DP物理层是RS-485，但通讯协议比较杂乱。SPC3是SIEMENS公司的专用协议芯片，运用该芯片后能够将杂乱的协议放下。SPC3集成了DP协议中的FDL层，因为SPC3集成了完好的DP总线协议，所以在与主站通讯时，单片机运用SPC3芯片就像操作内部RAM，使从站控制器的编程作业量大为减轻。SPC3保证报文的有效性，可满意整个报文的一致性数据交换。总线接口是个可参数化的同步/异步8位接口，内部集成了1.5K的双口RAM，整个RAM选用8字节的段结构方法，一切需求分配地址的BUF指针，有必要指向段的最初。DP通讯的服务存取点由SPC3主动树立，各种报文信息出现在用户面前的是不同BUF的内部数据。
3.体系硬件规划
体系的硬件首要由键盘、显现模块、通讯模块、体系丈量模块组成（图2）。选用3×3队伍扫描键盘能够大大节约I/O口的占用。128×64点阵图形LCD能够显现很多信息。为了保存一些设定的参数和运转数据，选用Microchip公司出产的串行存储器芯片24LC02B，它选用I2C总线接口，以256个字节为单位组成一块，页写缓冲区高达8个字节，1百万次擦写。通讯模块由SPC3芯片及外围电路组成，因为SPC3选用的是5V供电，而MSP430F149选用3.3V供电，在硬件规划中要考虑3.3V逻辑体系和5V逻辑体系共存，器材对加到输入脚或输出脚的电压通常是有限的，这些引脚由二极管或别离元件接到Vcc，为了防止元器材的损坏和数据的丢掉，选用专用的电平转化器SN74LVCC4245A芯片，它是一个8bit宽度的双向I/O电平转化器，BUS B为3.3V数据，BUS A为5V数据衔接SPC3芯片，其间DIR决议数据方向。SPC3中止信号X/INT经过电平转化后送入P1.6，为单片机提拱通讯中止信号。为了进步通讯的抗干扰性，SPC3的内部电路有必要与物理接口在电器上阻隔，选用高速光耦HCPL7101和SN75ASL176D收发器保证了PROFIBUS总线通讯的高可靠性。
