自動(dòng)變頻調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的智能控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)變頻調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的智能控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷進(jìn)步，國家對能源的需求也隨之大幅的增加，能源問題越來越嚴(yán)峻。近年來國家大力號召節(jié)能減排及新能源開發(fā)利用的綠色低碳及可持續(xù)發(fā)展的理念，并制定了相應(yīng)的政策。目前，國內(nèi)現(xiàn)有生物制藥企業(yè)采用的節(jié)能改造辦法都是對電機(jī)進(jìn)行變頻控制。這種改造辦法是在電機(jī)輸入前加裝了 PLC和變頻器，利用了 PLC進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和頻率控制。
[0003]但是，生物制藥企業(yè)需要監(jiān)控的數(shù)據(jù)種類和數(shù)據(jù)點(diǎn)多，且現(xiàn)場環(huán)境干擾大。若采用PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和變頻控制會導(dǎo)致硬件成本昂貴，且對日后運(yùn)行維護(hù)人員的專業(yè)要求較尚O
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變頻的控制系統(tǒng)，以自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而降低電機(jī)轉(zhuǎn)速變頻控制的硬件成本。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種自動(dòng)變頻調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的智能控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括以下模塊:電源模塊、看門狗定時(shí)器、信號調(diào)理器、開關(guān)量輸入模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和人機(jī)交互設(shè)備，其中，
[0006]所述電源模塊分別連接至其它各個(gè)模塊，用于為所述系統(tǒng)的其它各個(gè)模塊提供電源；
[0007]所述看門狗定時(shí)器從所述模擬量輸出模塊接收變頻控制信號，從所述信號調(diào)理器接收備用變頻控制信號，用于進(jìn)行所述變頻控制信號和所述備用變頻控制信號之間的系統(tǒng)輸出切換；
[0008]所述信號調(diào)理器用于為系統(tǒng)提供所述備用變頻控制信號，并將所述備用變頻控制信號發(fā)送到所述看門狗定時(shí)器；
[0009]所述開關(guān)量輸入模塊用于采集外部操作設(shè)備輸入所述系統(tǒng)的開關(guān)量操作信號；
[0010]所述模擬量輸入模塊用于采集生產(chǎn)過程中所需的各種模擬量信號；
[0011]所述模擬量輸出模塊用于輸出控制外部電機(jī)變頻的模擬量信號；以及
[0012]所述人機(jī)交互設(shè)備用于實(shí)現(xiàn)所述系統(tǒng)與外部的人機(jī)交互功能。
[0013]優(yōu)選地，所述電源模塊采用銘煒MDR-40-24型開關(guān)電源來實(shí)現(xiàn)，其把所述系統(tǒng)的外部輸入的AC220V供電轉(zhuǎn)換為DC24V，其中所述電源模塊的L、N和地端分別由外部市電接入，所述電源模塊的輸出為兩路V+、V-，分別連接至其它各模塊。
[0014]優(yōu)選地，所述看門狗定時(shí)器用ziehl的watchdog zeitrelais WD 10V型模塊來實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用其固有功能來監(jiān)控所述系統(tǒng)的其它各模塊的通訊狀態(tài)，
[0015]所述看門狗定時(shí)器定時(shí)查詢所述變頻控制信號，當(dāng)所述變頻控制信號正常時(shí)，所述看門狗定時(shí)器切換正常的變頻控制信號為系統(tǒng)輸出，若所述變頻控制信號異常，則所述看門狗定時(shí)器將系統(tǒng)輸出切換至所述備用變頻控制信號。
[0016]優(yōu)選地，所述看門狗定時(shí)器的A1、A2端為電源端口，Al端為正極，接所述電源模塊的V+端，A2為負(fù)極，接所述電源模塊的V-端；所述看門狗定時(shí)器的11、12、14端為一組觸點(diǎn)，11端為這組觸點(diǎn)的中間點(diǎn)，控制所述變頻控制信號和所述備用變頻控制信號的輸出，其接至所述系統(tǒng)的輸出端口 ；12端為所述備用變頻控制信號的輸入端，由所述信號調(diào)理器輸入，14端為所述變頻控制信號的輸入端，由所述模擬量輸出模塊輸入；所述看門狗定時(shí)器的Reset端用于設(shè)置定時(shí)器復(fù)位方式，設(shè)置為自動(dòng)復(fù)位方式，Clock端與相應(yīng)的“丄”端為所述看門狗定時(shí)器的控制信號端，Clock端接所述模擬量輸出模塊，而“丄”端接所述模擬量輸出模塊。
[0017]優(yōu)選地，所述信號調(diào)理器采用HSM-W102-23型模塊實(shí)現(xiàn)，所述信號調(diào)理器將DC5V信號轉(zhuǎn)換為19mA電流信號，以作為所述備用變頻控制信號。
[0018]優(yōu)選地，所述信號調(diào)理器的7、8端為供電端口，7端為正極，接所述電源模塊的V+端，8端為負(fù)極，接所述電源模塊的V-端；所述信號調(diào)理器的3、4端為電壓信號輸入端，3端為正極，4端為負(fù)極；所述信號調(diào)理器的5、6端為電流信號輸出端，5端為正，接至所述看門狗定時(shí)器，6端為負(fù)，與所述模擬量輸出模塊并聯(lián)后接至所述系統(tǒng)的輸出端口。
[0019]優(yōu)選地，所述開關(guān)量輸入模塊采用集智達(dá)Remo DAQ-8000工I/O模塊中的R-8065D模塊來實(shí)現(xiàn)，所述開關(guān)量輸入模塊的Data+、Data-端口為通訊端口，這兩個(gè)端口與所述模擬量輸入模塊的相應(yīng)端口分別并聯(lián)后連接到所述人機(jī)交互設(shè)備，實(shí)現(xiàn)與人機(jī)交互設(shè)備的通訊。
[0020]優(yōu)選地，所述模擬量輸入模塊采用集智達(dá)Remo DAQ-8000工I/O模塊中的R-8017B模塊來實(shí)現(xiàn)，所述模擬量輸入模塊的Data+與Data-端口與所述開關(guān)量輸入模塊的相應(yīng)端口并聯(lián)后連接到人機(jī)交互設(shè)備；所述模擬量輸入模塊的VIN1+/VIN1-、VIN2+/VIN2-、VIN3+/VIN3-、VIN4+/VIN4-端口為4組模擬量輸入端口，分別接至系統(tǒng)外部傳感器。
[0021]優(yōu)選地，所述模擬量輸出模塊采用集智達(dá)Remo DAQ-8000工I/O模塊中的R-8022+模塊來實(shí)現(xiàn)，所述模擬量輸出模塊的Data+與Data-端口連接至所述人機(jī)交互設(shè)備，作為所述模擬量輸出模塊與所述人機(jī)交互設(shè)備的通訊端口 ；所述模擬量輸出模塊的Voutl+與Voutl-端口是所述看門狗定時(shí)器的控制信號輸出端口，1utO+、1utO-端口為變頻控制信號輸出端口。
[0022]優(yōu)選地，所述人機(jī)交互設(shè)備實(shí)現(xiàn)為觸摸屏，利用威纟侖通MT Series系列的MT8070ih型7寸彩色觸摸屏來實(shí)現(xiàn)。
[0023]根據(jù)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的自動(dòng)變頻調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的智能控制系統(tǒng)中設(shè)置了看門狗定時(shí)器，可在正常的變頻控制信號和備用的變頻控制信號之間進(jìn)行自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)變頻的控制系統(tǒng)，以自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而降低了電機(jī)轉(zhuǎn)速變頻控制的硬件成本。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型中自動(dòng)變頻調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的智能控制系統(tǒng)的模塊連接示意圖；
[0025]圖2是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例中開關(guān)量輸入模塊的電路圖；
[0026]圖3是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例中模擬量輸入模塊的電路圖；
[0027]圖4是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例中模擬量輸出模塊的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為解決采用PLC進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速變頻控制的硬件成本昂貴等問題，本實(shí)用新型提供了一種自動(dòng)變頻調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用多個(gè)電路模塊搭建硬件控制電路，并在硬件控制電路中采用看門狗定時(shí)器(watchdog zeitrelais)來監(jiān)控硬件控制電路的運(yùn)行狀態(tài)，以保證外部變頻設(shè)備的正常運(yùn)行。該系統(tǒng)還可利用人機(jī)交互設(shè)備進(jìn)行人機(jī)交互，并通過485通訊協(xié)議與系統(tǒng)中的多個(gè)電路模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
[0029]圖1是本實(shí)用新型中自動(dòng)變頻調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的智能控制系統(tǒng)的模塊連接示意圖。如圖1所示，該智能控制系統(tǒng)包括:電源模塊、看門狗定時(shí)器、信號調(diào)理器、開關(guān)量輸入模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和人機(jī)交互設(shè)備。下面結(jié)合圖1-4來對該系統(tǒng)中各模塊功能以及連接關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0030](I)電源模塊
[0031]該電源模塊分別連接至其它各模塊，如圖1所示，用于為整個(gè)系統(tǒng)的其它各個(gè)模塊提供電源。
[0032]在一個(gè)具體實(shí)施例中，該電源模塊可以采用本領(lǐng)域所公知的銘煒MDR-40-24型開關(guān)電源來實(shí)現(xiàn)，其把系統(tǒng)外部輸入的AC220V供電轉(zhuǎn)換為DC24V，從而為系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)模塊提供電源。其中，電源模塊的L、N和地端分別由外部市電接入，電源模塊輸出為兩路V+、V-，分別連接至其它各模塊。
[0033](2)看門狗定時(shí)器
[0034]該看門狗定時(shí)器從所述模擬量輸出模塊接收變頻控制信號，從所述信號調(diào)理器接收備用變頻控制信號，用于進(jìn)行所述變頻控制信號和所述備用變頻控制信號之間的系統(tǒng)輸出切換。在本實(shí)用新型的自動(dòng)變頻調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的智能控制系統(tǒng)中，該看門狗定時(shí)器的設(shè)置以及其與其它模塊的連接是本實(shí)用新型的其中一個(gè)重要實(shí)用新型點(diǎn)。
[0035]在一個(gè)具體實(shí)施例中，該看門狗定時(shí)器可采用ziehl的watchdog zeitrelais WD10V型模塊來實(shí)現(xiàn)，并應(yīng)用其固有功能來監(jiān)控系統(tǒng)其它各模塊的通訊狀態(tài)。該看門狗定時(shí)器可定時(shí)查詢系統(tǒng)內(nèi)的變頻控制信號，當(dāng)變頻控制信號正常時(shí)，看門狗定時(shí)器切換正常變頻控制信號為系統(tǒng)輸出，若變頻控制信號異常，則看門狗定時(shí)器將系統(tǒng)輸出切換至備用變頻控制信號，從而防止因變頻控制信號異常造成外部生產(chǎn)設(shè)備的損壞或生產(chǎn)效率的下降。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，進(jìn)行變頻控制信號是否正常的判斷方式屬于本領(lǐng)域公知方法，可利用公知軟件或硬件來實(shí)現(xiàn)，而本實(shí)用新型中的看門狗定時(shí)器用于根據(jù)上述判斷結(jié)果實(shí)現(xiàn)兩種變頻控制信號的切換。
[0036]具體地，看門狗定時(shí)器的Al、A2端為電源端口，Al端為正極，接電源模塊的V+端，A2為負(fù)極，接電源模塊的V-端。看門狗定時(shí)器的11、12、14端為一組觸點(diǎn)，11端為這組觸點(diǎn)的中間點(diǎn)，控制兩組變頻控制信號的輸出，其接至系統(tǒng)的輸出端口。12端為備用變頻控制信號端，由信號調(diào)理器的5端輸入。看門狗定時(shí)器14端為變頻控制信號端，由模擬量輸出模塊的1utO+端輸入?？撮T狗定時(shí)器模塊的Reset端用于設(shè)置定時(shí)器復(fù)位方式，設(shè)置為自動(dòng)復(fù)位方式。Clock端與相應(yīng)的“丄”端為看門狗定時(shí)器的控制信號端，其中Clock端接模擬量輸出模塊的Voutl+端，而“丄”端接模擬量輸出模塊的Vout-端。
[0037](3)信號調(diào)理器
[0038]該信號調(diào)理器用于為系統(tǒng)提供備用變頻控制信號，