長(zhǎng)距離以太網(wǎng)絡(luò)頻率轉(zhuǎn)變器的制造方法
【專利摘要】長(zhǎng)距離以太網(wǎng)絡(luò)頻率轉(zhuǎn)變器，包含至少一個(gè)頻率轉(zhuǎn)變器，該頻率轉(zhuǎn)變器包括輸入模塊、輸出模塊、ARM、光電隔離、電源管理模塊和A/D模塊，ARM分別與輸入模塊、輸出模塊、光電隔離和A/D模塊電連接，電源管理模塊與光電隔離電連接，其特征在于：還包含至少一個(gè)長(zhǎng)距離以太網(wǎng)通訊組件，該組件由ARM、網(wǎng)卡和隔離變壓器依次電連接而成。該頻率轉(zhuǎn)變器可單獨(dú)使用，當(dāng)工作于網(wǎng)絡(luò)模式時(shí)，可通過TCP報(bào)文修改頻率轉(zhuǎn)變器的控制數(shù)值，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)控制的目的。解決了頻率轉(zhuǎn)變器不易組網(wǎng)、通訊距離短和通訊數(shù)據(jù)量小的問題，提高了網(wǎng)絡(luò)的兼容性和擴(kuò)展性。
【專利說明】長(zhǎng)距離以太網(wǎng)絡(luò)頻率轉(zhuǎn)變器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于長(zhǎng)距離以太網(wǎng)絡(luò)頻率轉(zhuǎn)變器通訊控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]頻率轉(zhuǎn)變器之間的組網(wǎng)通訊技術(shù)雖然已包含一定的發(fā)展，但是們基本上都是采用232總線/485總線、現(xiàn)場(chǎng)總線通訊。這些通訊方式由于數(shù)據(jù)能力和節(jié)點(diǎn)數(shù)目的有限，在實(shí)際構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候包含以下三個(gè)方面的問題:一是難以構(gòu)成上百或更多個(gè)控制節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)控制網(wǎng)絡(luò)，232總線由于通訊距離和通訊能力方面的特性是不可能做到的，即使用485總線的方式構(gòu)成了這樣的網(wǎng)絡(luò)，那也至少進(jìn)行了三級(jí)中繼計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性大大降低，現(xiàn)場(chǎng)總線通訊技術(shù)由于其通訊協(xié)議不一致導(dǎo)致組網(wǎng)和數(shù)據(jù)分享困難；第二個(gè)問題是在大數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)中，需要控制頻率轉(zhuǎn)變器的電壓的場(chǎng)合，232總線/485總線、現(xiàn)場(chǎng)總線通訊方式由于其通訊速度慢而難以勝任。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種長(zhǎng)距離以太網(wǎng)絡(luò)頻率轉(zhuǎn)變器，利用長(zhǎng)距離以太網(wǎng)通訊可靠、速度快、容量大、通訊距離遠(yuǎn)和易于組網(wǎng)的特點(diǎn)，將長(zhǎng)距離以太網(wǎng)控制技術(shù)引入到頻率轉(zhuǎn)變器控制中，以克服上述的不足。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的長(zhǎng)距離以太網(wǎng)絡(luò)頻率轉(zhuǎn)變器，包含至少ー個(gè)頻率轉(zhuǎn)變器，該頻率轉(zhuǎn)變器包括輸入模塊、輸出模塊、ARM、光電隔離、電源管理模塊和A/D模塊，ARM分別與輸入模塊、輸出模塊、光電隔離和A/D模塊電連接，電源管理模塊與光電隔離電連接，其特征在于:還包含至少ー個(gè)長(zhǎng)距離以太網(wǎng)通訊組件，該組件由ARM控制器、網(wǎng)卡和隔離變壓器依次電連接而成。
[0005]長(zhǎng)距離以太網(wǎng)絡(luò)頻率轉(zhuǎn)變器的使用方法，其特征在于:用長(zhǎng)距離以太網(wǎng)絡(luò)頻率轉(zhuǎn)變器構(gòu)成的長(zhǎng)距離以太網(wǎng)采用報(bào)文類別區(qū)分的原則來構(gòu)建，按照通訊數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性不同將數(shù)據(jù)分成三個(gè)等級(jí)，按照等級(jí)的不同而嚴(yán)格的控制通訊順序。
[0006]如上所述的方法，其特征在于:用長(zhǎng)距離以太網(wǎng)絡(luò)頻率轉(zhuǎn)變器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通過網(wǎng)絡(luò)ARM與因特網(wǎng)相連，內(nèi)部長(zhǎng)距離以太網(wǎng)則采用總線的輪循機(jī)制，控制處理器和頻率轉(zhuǎn)變器都掛在此網(wǎng)絡(luò)下，由網(wǎng)絡(luò)ARM控制通訊。
[0007]如上所述的方法，其特征在于:根據(jù)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的大小，初始化協(xié)議中的輪循時(shí)間T，從而保證網(wǎng)絡(luò)的利用率，提高網(wǎng)絡(luò)性能。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)頻率轉(zhuǎn)變器具包含兩個(gè)功能組件——變頻控制組件和長(zhǎng)距離以太網(wǎng)通訊組件。頻率轉(zhuǎn)變器組件與頻率轉(zhuǎn)變器一祥，具備變頻調(diào)速的功能，由ARM作為控制器產(chǎn)生IWM調(diào)制信號(hào)通過光電隔離后驅(qū)動(dòng)電源管理模塊，從而達(dá)到控制電機(jī)的目的；長(zhǎng)距離以太網(wǎng)通訊組件從控制器向外擴(kuò)展ー塊網(wǎng)卡來收發(fā)數(shù)據(jù)，接收到的數(shù)據(jù)由計(jì)算，并將實(shí)時(shí)數(shù)值接收到長(zhǎng)距離以太網(wǎng)上，以此為橋梁來連接頻率轉(zhuǎn)變器和長(zhǎng)距離以太網(wǎng)；[0009]上述長(zhǎng)距離以太網(wǎng)通訊組件其實(shí)是控制器的至少ー個(gè)外圍擴(kuò)展電路，之所以把作為至少ー個(gè)單獨(dú)的組件，是因?yàn)槭潜景l(fā)明的至少ー個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)，我們因?yàn)橐肓碎L(zhǎng)距離以太網(wǎng)通訊組件才包含了本發(fā)明的構(gòu)思。長(zhǎng)距離以太網(wǎng)通訊組件是在外擴(kuò)展至少ー個(gè)網(wǎng)卡，網(wǎng)卡再通過至少一個(gè)隔離變壓器與長(zhǎng)距離以太網(wǎng)相連，這就構(gòu)成了長(zhǎng)距離以太網(wǎng)通訊的硬件基礎(chǔ)。
[0010]上述變頻控制組件由控制器及其外圍擴(kuò)展電路構(gòu)成，外圍擴(kuò)展電路包括電源管理模塊控制電路、A/D模塊、LED輸出模塊和輸入模塊。
[0011]本發(fā)明將現(xiàn)包含的長(zhǎng)距離以太網(wǎng)技術(shù)引入到頻率轉(zhuǎn)變器的通訊控制中，很好地解決上述問題，而且還達(dá)到遠(yuǎn)程控制和控制頻率轉(zhuǎn)變器工作狀態(tài)的目的。
[0012]采用具包含長(zhǎng)距離以太網(wǎng)通訊方式的頻率轉(zhuǎn)變器可以節(jié)省通訊電纜，精簡(jiǎn)布線。
[0013]由于本發(fā)明將長(zhǎng)距離以太網(wǎng)技術(shù)和變頻控制技術(shù)融合在一起，解決了頻率轉(zhuǎn)變器不易組網(wǎng)，數(shù)據(jù)傳送距離短和通訊數(shù)據(jù)量小的問題，而且還易于擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，提高了網(wǎng)絡(luò)的兼容性和擴(kuò)展性。本發(fā)明不但增強(qiáng)了通訊的穩(wěn)定性、増大了通訊距離，而且還使大的組網(wǎng)控制成為現(xiàn)實(shí)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的頻率轉(zhuǎn)變器結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的描述，但下述實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的有限。
[0016]參見圖1，本發(fā)明的頻率轉(zhuǎn)變器控制組件由及電源管理模塊控制電路、網(wǎng)絡(luò)接ロ、模擬量輸入通道、輸入模塊、LED輸出模塊、整流模塊、電源模塊等構(gòu)成。
[0017]本發(fā)明的長(zhǎng)距離以太網(wǎng)絡(luò)頻率轉(zhuǎn)變器包括控制器及外圍的電源管理模塊控制電路、網(wǎng)絡(luò)接ロ、模擬量輸入通道、電源模塊、輸入模塊和LED輸出模塊等，如圖1所示。控制器是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的控制中心，所包含的控制數(shù)據(jù)都由進(jìn)行管理，同時(shí)還由其片上自帶的事件管理器產(chǎn)生IMW信號(hào)并通過光電隔離隔離后驅(qū)動(dòng)電源管理模塊達(dá)到控制電機(jī)的目的，片上的事件管理器還包含至少ー個(gè)電源驅(qū)動(dòng)保護(hù)中斷，與TM模塊的報(bào)警信號(hào)相連，當(dāng)電源管理模塊因過流、過熱、欠電壓、短路等產(chǎn)生報(bào)警時(shí)，電源驅(qū)動(dòng)保護(hù)進(jìn)入中斷程序，同時(shí)IWM輸出高阻態(tài)，停止電源管理模塊工作。此外，還產(chǎn)生輸入設(shè)備掃描信號(hào)來讀取輸入數(shù)據(jù)，USER通過輸入可設(shè)定電機(jī)的頻率、方向、啟動(dòng)和停止等數(shù)據(jù)，通過LED輸出模塊顯示出頻率轉(zhuǎn)變器的數(shù)值，通過A/D模塊將被控對(duì)象的電壓信號(hào)采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，從而使能實(shí)時(shí)了解被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)并將運(yùn)行狀態(tài)數(shù)值放入網(wǎng)絡(luò)TCP報(bào)文中向長(zhǎng)距離以太網(wǎng)接收。TCP報(bào)文除了包含被控對(duì)象的電壓數(shù)值外，還包含頻率轉(zhuǎn)變器頻率、方向、模式等相關(guān)數(shù)值，由此實(shí)現(xiàn)頻率轉(zhuǎn)變器的網(wǎng)絡(luò)控制。
[0018]本發(fā)明的長(zhǎng)距離以太網(wǎng)通訊組件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，由對(duì)芯片進(jìn)行初始化之后，就能自動(dòng)的從長(zhǎng)距離以太網(wǎng)上讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到自己的緩沖區(qū)中，通過查詢讀取從網(wǎng)絡(luò)上接收的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)計(jì)算后把要接收的數(shù)據(jù)存入的接收緩沖區(qū)中等待自動(dòng)接收，這樣就達(dá)到了頻率轉(zhuǎn)變器與長(zhǎng)距離以太網(wǎng)交換數(shù)據(jù)的目的。[0019]上述長(zhǎng)距離以太網(wǎng)為我們提出的采用報(bào)文類別區(qū)分通訊的原則進(jìn)行數(shù)據(jù)分享的一種網(wǎng)絡(luò)體系。的通訊完全由網(wǎng)絡(luò)ARM控制，網(wǎng)絡(luò)ARM是我們提出的數(shù)據(jù)通訊控制算法執(zhí)行的至少ー個(gè)裝置，這個(gè)裝置采用ARM作為通訊算法的執(zhí)行單元，外部擴(kuò)展兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊接ロ，至少ー個(gè)與因特網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)與因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換；另ー個(gè)與內(nèi)部長(zhǎng)距離以太網(wǎng)相連，ARM通過執(zhí)行算法，決定內(nèi)部長(zhǎng)距離以太網(wǎng)上的各個(gè)終端的通訊順序，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)每至少ー個(gè)終端的通訊控制及數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)ARM同時(shí)還實(shí)現(xiàn)內(nèi)部長(zhǎng)距離以太網(wǎng)與因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換。
[0020]下面我們著重介紹我們提出的長(zhǎng)距離以太網(wǎng)的報(bào)文類別區(qū)分原則和協(xié)議:
[0021]一、報(bào)文類別區(qū)分
[0022]我們將控制網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)分為三類:
[0023](I)實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)
[0024]這類數(shù)據(jù)一般為控制信號(hào)，必須要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)到達(dá)。
[0025](2)實(shí)時(shí)但不要求可靠的數(shù)據(jù)
[0026]這類數(shù)據(jù)一般為多媒體數(shù)據(jù)。多媒體數(shù)據(jù)要求實(shí)時(shí)，比如在通話應(yīng)用中，
[0027]如果語音數(shù)據(jù)的不實(shí)時(shí)，那么通話就無法正常進(jìn)行。但同吋，的穩(wěn)定性又不如第一類信號(hào)要求那么高。由于當(dāng)前的多媒體數(shù)據(jù)一般為采用流式技術(shù)，如果丟失ー些報(bào)文，并不會(huì)對(duì)整體造成影響。這在具體表現(xiàn)上，就是圖像信號(hào)出現(xiàn)ー些抖動(dòng)，語音出現(xiàn)ー些雜音。為了保證實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，必要時(shí)，可以丟棄ー些報(bào)文。
[0028](3)不要求實(shí)時(shí)也不要求可靠的數(shù)據(jù)
[0029]這類數(shù)據(jù)如上傳的ILC程序。這些數(shù)據(jù)并不要求實(shí)時(shí)，穩(wěn)定性也可通過上層協(xié)議(如TCP或應(yīng)用層協(xié)議)保證。這類數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)最低，只是在網(wǎng)絡(luò)空閑(沒包含第一、ニ類數(shù)據(jù)等待接收)的情況下才得到計(jì)算。
[0030]ニ、協(xié)議
[0031]設(shè)控制節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包的時(shí)間間隔為固定的64Bytes(Tc)，TIn為第n個(gè)站接收第I優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)的時(shí)間。
[0032]所包含的接收都是在ARM的控制下進(jìn)行。只包含ARM發(fā)出報(bào)文，允許某個(gè)站點(diǎn)接收的情況下，指定的站點(diǎn)才可以啟動(dòng)數(shù)據(jù)接收。網(wǎng)絡(luò)設(shè)定至少ー個(gè)循環(huán)時(shí)間間隔T，在T的時(shí)間內(nèi)，控制節(jié)點(diǎn)按照優(yōu)先級(jí)從高到低輪詢各個(gè)站點(diǎn)，當(dāng)輪詢時(shí)間大于T吋，控制將停止這一時(shí)間間隔的輪詢，進(jìn)入下至少ー個(gè)時(shí)間間隔。
【權(quán)利要求】
1.ー種長(zhǎng)距離以太網(wǎng)絡(luò)頻率轉(zhuǎn)變器，包含至少ー個(gè)頻率轉(zhuǎn)變器，該頻率轉(zhuǎn)變器包括輸入模塊、輸出模塊、ARM、光電隔離、電源管理模塊和A/D模塊，ARM分別與輸入模塊、輸出模塊、光電隔離和A/D模塊電連接，電源管理模塊與光電隔離電連接，其特征在于:還包含至少ー個(gè)長(zhǎng)距離以太網(wǎng)通訊組件，該組件由ARM、網(wǎng)卡和隔離變壓器依次電連接而成。
2.長(zhǎng)距離以太網(wǎng)絡(luò)頻率轉(zhuǎn)變器的使用方法，其特征在于:用長(zhǎng)距離以太網(wǎng)絡(luò)頻率轉(zhuǎn)變器構(gòu)成的長(zhǎng)距離以太網(wǎng)采用報(bào)文類別區(qū)分的原則來構(gòu)建，按照通訊數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性不同將數(shù)據(jù)分成三個(gè)等級(jí)，按照等級(jí)的不同而嚴(yán)格的控制通訊順序。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:用長(zhǎng)距離以太網(wǎng)絡(luò)頻率轉(zhuǎn)變器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通過網(wǎng)絡(luò)ARM與因特網(wǎng)相連，內(nèi)部長(zhǎng)距離以太網(wǎng)則采用總線的輪循機(jī)制，控制處理器和頻率轉(zhuǎn)變器都掛在此網(wǎng)絡(luò)下，由網(wǎng)絡(luò)ARM控制通訊。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:根據(jù)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的大小，初始化協(xié)議中的時(shí)間間隙T。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103455009SQ201310408988
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】郁彬 申請(qǐng)人:昆山奧德魯自動(dòng)化技術(shù)有限公司