專(zhuān)利名稱(chēng)：一種變頻器的通用控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變頻器的控制裝置，特別涉及到一種對(duì)多個(gè)傳感器信號(hào)作綜合處理，對(duì)被控系統(tǒng)的多臺(tái)變頻器實(shí)施分組獨(dú)立控制的變頻器的控制裝置；同時(shí)還涉及其控制方法。
背景技術(shù)：
變頻器作為一種電能形態(tài)變換裝置，廣泛應(yīng)用在交流電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中，已經(jīng)成為工業(yè)過(guò)程調(diào)速控制的主流裝置。但是，長(zhǎng)期以來(lái)控制變頻器工作的控制器都是針對(duì)具體的受控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，不具有通用性；它往往也不具有專(zhuān)用性，即它通常與系統(tǒng)動(dòng)力回路、工作順序、工作狀態(tài)、設(shè)備保護(hù)等控制電路共用。這種控制方式造成以下問(wèn)題首先，控制器的軟件是針對(duì)具體的個(gè)案設(shè)計(jì)的，不具有開(kāi)放性和通用性，其軟件成本和控制器的硬件成本居高不下；其次，控制變頻器工作的輸入信息來(lái)自不同輸出特性的傳感器，來(lái)自系統(tǒng)的多種狀態(tài)特征量，導(dǎo)致在特定環(huán)境下工作的變頻器控制器都必須花費(fèi)大量成本開(kāi)發(fā)、配置數(shù)據(jù)采集、辨識(shí)、綜合裝置；再次，在有多臺(tái)變頻器聯(lián)合控制的系統(tǒng)中，每臺(tái)變頻器都必須獨(dú)立采集輸入信息，獨(dú)立接受控制，導(dǎo)致裝置中硬件、軟件配置的重復(fù)、冗余，工程造價(jià)上升，系統(tǒng)控制穩(wěn)定性下降；最后，由于變頻器與系統(tǒng)其他工作狀態(tài)共用同一個(gè)控制器，導(dǎo)致強(qiáng)、弱電難以遠(yuǎn)離走線(xiàn)，相互交錯(cuò)互連，裝置內(nèi)部電磁環(huán)境復(fù)雜多變，解決系統(tǒng)電磁兼容性問(wèn)題需花費(fèi)大量的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)而提供的一種對(duì)多個(gè)傳感器信號(hào)作綜合處理，對(duì)被控系統(tǒng)的多臺(tái)變頻器實(shí)施分組獨(dú)立控制的變頻器的通用控制裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供變頻器的通用控制裝置的控制方法。
本發(fā)明的一種變頻器的通用控制裝置，包括傳感器接口單元，運(yùn)算控制單元，操作鍵盤(pán)，顯示單元，變頻器接口電路，其中傳感器接口單元連接多個(gè)傳感器，承擔(dān)傳感器輸出信息的采集、變換和傳輸任務(wù)；傳感器接口單元將非數(shù)字的信息數(shù)字化并傳輸至運(yùn)算控制單元；變頻器接口電路將運(yùn)算控制單元的控制指令轉(zhuǎn)換為變頻器可以接受的控制信號(hào)，對(duì)變頻器進(jìn)行控制。
傳感器接口可以是模擬信號(hào)接口(如0-10V電壓信號(hào)，4-20mA電流信號(hào)等)，也可以是數(shù)字接口(如RS-232接口，以太網(wǎng)接口，工業(yè)總線(xiàn)接口等)。
變頻器接受的控制信號(hào)可以采用干結(jié)點(diǎn)或濕結(jié)點(diǎn)形式，用電壓信號(hào)或電流信號(hào)；也可以是工業(yè)總線(xiàn)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
變頻器的通用控制裝置的控制方法，其特征在于對(duì)變頻器的分組管理，根據(jù)每組變頻器的控制算法的需求，選定一個(gè)或多個(gè)傳感器，對(duì)其讀數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果作為虛擬傳感器讀數(shù)并以這個(gè)讀數(shù)為輸入?yún)?shù)進(jìn)行控制算法的運(yùn)算；控制方法對(duì)系統(tǒng)受控變頻器按照動(dòng)作需求進(jìn)行分組，將若干需要同步動(dòng)作的變頻器劃分為1組，1組變頻器執(zhí)行同一個(gè)控制算法。分組規(guī)則由控制鍵盤(pán)輸入，存儲(chǔ)于運(yùn)算控制單元的存儲(chǔ)器中；1個(gè)控制算法所需的若干參數(shù)，由虛擬傳感器讀數(shù)提供。1個(gè)虛擬傳感器的讀數(shù)由選擇的若干傳感器的讀數(shù)運(yùn)算得到，運(yùn)算類(lèi)型可以是各種數(shù)學(xué)方法的運(yùn)算，如加、減、乘、除、乘方、算術(shù)平均、最大值、最小值等或各種運(yùn)算的組合。虛擬傳感器的讀數(shù)運(yùn)算規(guī)則和傳感器的選擇規(guī)則由控制鍵盤(pán)輸入，存儲(chǔ)于運(yùn)算控制單元的存儲(chǔ)器中。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果可以采集多個(gè)傳感器的讀數(shù)并對(duì)多個(gè)變頻器進(jìn)行控制，提供人機(jī)交互界面；根據(jù)控制需要選擇傳感器信號(hào)數(shù)據(jù)的組合方法，將傳感器組合信號(hào)數(shù)據(jù)抽象為虛擬邏輯傳感器并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；以虛擬邏輯傳感器數(shù)據(jù)為依據(jù)，將變頻器分組，以多種控制算法對(duì)變頻器實(shí)施控制；由開(kāi)放、靈活的軟件構(gòu)架支持的穩(wěn)定的控制器，其軟件平臺(tái)具有數(shù)據(jù)記錄、信號(hào)處理、通信和智能控制等功能。其硬件平臺(tái)具有邏輯控制、工作狀態(tài)控制、過(guò)程控制等功能并提供視覺(jué)界面。與系統(tǒng)的動(dòng)力回路、系統(tǒng)的工作狀態(tài)等控制電路相互隔離，獨(dú)立運(yùn)行。
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。


圖1為變頻器的通用控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為傳感器接口單元的示意3為構(gòu)造方法原理中標(biāo)記1、傳感器接口單元；2、變頻器接口電路；3、控制運(yùn)算單元；4、操作鍵盤(pán)；5、顯示單元。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的變頻器的通用控制裝置其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后參見(jiàn)圖1，變頻器通用控制裝置，包括傳感器接口單元1，控制運(yùn)算單元3，操作鍵盤(pán)4，顯示單元5，變頻器接口電路2(201，202，...20m)。傳感器接口單元1連接多個(gè)傳感器，將各傳感器(101，102，...10n)的各種輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；傳感器接口單元1將非數(shù)字的信息數(shù)字化并傳輸至運(yùn)算控制單元3；變頻器接口電路2將控制運(yùn)算單元3輸出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)，電壓信號(hào)，電流信號(hào)或工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)控制各變頻器(201，202，...20m)運(yùn)行。傳感器接口可以是模擬信號(hào)接口(如0-10V電壓信號(hào)，4-20mA電流信號(hào)等)，也可以是數(shù)字接口(如RS-232接口，以太網(wǎng)接口，工業(yè)總線(xiàn)接口等)。
操作鍵盤(pán)4和顯示單元5構(gòu)成人機(jī)界面，通過(guò)此界面可以對(duì)變頻器通用控制器進(jìn)行設(shè)置和操作。操作鍵盤(pán)4和顯示單元5通過(guò)本地總線(xiàn)連接到運(yùn)算控制單元3。
運(yùn)算控制單元3由一臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，本例中采用嵌入式處理器，自帶程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器?？赏瑫r(shí)(時(shí)分方式)執(zhí)行多個(gè)控制算法，各個(gè)控制算法通過(guò)一組設(shè)置數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置描述。
參見(jiàn)圖2，傳感器接口單元1提供CAN和RS-485工業(yè)總線(xiàn)接口6，這種接口方式可以經(jīng)數(shù)字接口7直接讀取傳感器讀數(shù)，供運(yùn)算控制單元3用。傳感器接口單元1提供電流接口和電壓接口8，通過(guò)I-V轉(zhuǎn)換電路9將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，通過(guò)10對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，通過(guò)ADC11(模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，供運(yùn)算控制單元3使用。
其控制方法為對(duì)變頻器的分組管理，根據(jù)每組變頻器的控制算法的需求，選定一個(gè)或多個(gè)傳感器，對(duì)其讀數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果作為虛擬傳感器讀數(shù)并以這個(gè)讀數(shù)為輸入?yún)?shù)進(jìn)行控制算法的運(yùn)算；控制方法對(duì)系統(tǒng)受控變頻器按照動(dòng)作需求進(jìn)行分組，將若干需要同步動(dòng)作的變頻器劃分為1組，1組變頻器執(zhí)行同一個(gè)控制算法。分組規(guī)則由控制鍵盤(pán)輸入，存儲(chǔ)于運(yùn)算控制單元的存儲(chǔ)器中；1個(gè)控制算法所需的若干參數(shù)，由虛擬傳感器讀數(shù)提供。1個(gè)虛擬傳感器的讀數(shù)由選擇的若干傳感器的讀數(shù)運(yùn)算得到，運(yùn)算類(lèi)型可以是各種數(shù)學(xué)方法的運(yùn)算，如加、減、乘、除、乘方、算術(shù)平均、最大值、最小值等或各種運(yùn)算的組合。虛擬傳感器的讀數(shù)運(yùn)算規(guī)則和傳感器的選擇規(guī)則由控制鍵盤(pán)輸入，存儲(chǔ)于運(yùn)算控制單元的存儲(chǔ)器中。
下表是圖3的設(shè)置

下表描述圖3虛擬傳感器設(shè)置

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種變頻器通用控制裝置，其特征在于包括傳感器接口單元(1)，控制運(yùn)算單元(3)，操作鍵盤(pán)(4)，顯示單元(5)，變頻器接口電路(2)，傳感器接口單元(1)連接多個(gè)傳感器，將各傳感器的各種輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；傳感器接口單元(1)將非數(shù)字的信息數(shù)字化并傳輸至運(yùn)算控制單元3；變頻器接口電路(2)將控制運(yùn)算單元(3)輸出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成變頻器可以接受的控制信號(hào)，對(duì)變頻器進(jìn)行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的變頻器通用控制裝置，其特征在于傳感器接口是模擬信號(hào)接口或數(shù)字接口。
3.如權(quán)利要求1或2所述的變頻器通用控制裝置，其特征在于變頻器接受的控制信號(hào)采用干結(jié)點(diǎn)或濕結(jié)點(diǎn)形式，用電壓信號(hào)、電流信號(hào)或工業(yè)總線(xiàn)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
4.一種變頻器的通用控制裝置的控制方法，其特征在于對(duì)變頻器的分組管理，根據(jù)每組變頻器的控制算法的需求，選定一個(gè)或多個(gè)傳感器，對(duì)其讀數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果作為虛擬傳感器讀數(shù)并以這個(gè)讀數(shù)為輸入?yún)?shù)進(jìn)行控制算法的運(yùn)算；控制方法對(duì)系統(tǒng)受控變頻器按照動(dòng)作需求進(jìn)行分組，將若干需要同步動(dòng)作的變頻器劃分為1組，1組變頻器執(zhí)行同一個(gè)控制算法。分組規(guī)則由控制鍵盤(pán)輸入，存儲(chǔ)于運(yùn)算控制單元的存儲(chǔ)器中；1個(gè)控制算法所需的若干參數(shù)，由虛擬傳感器讀數(shù)提供。1個(gè)虛擬傳感器的讀數(shù)由選擇的若干傳感器的讀數(shù)運(yùn)算得到，運(yùn)算類(lèi)型可以是各種數(shù)學(xué)方法的運(yùn)算，如加、減、乘、除、乘方、算術(shù)平均、最大值、最小值等或各種運(yùn)算的組合。虛擬傳感器的讀數(shù)運(yùn)算規(guī)則和傳感器的選擇規(guī)則由控制鍵盤(pán)輸入，存儲(chǔ)于運(yùn)算控制單元的存儲(chǔ)器中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種變頻器通用控制裝置及其控制方法，包括傳感器接口單元(1)，控制運(yùn)算單元(3)，操作鍵盤(pán)(4)，顯示單元(5)，變頻器接口電路(2)，傳感器接口單元(1)連接多個(gè)傳感器，將各傳感器的各種輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；傳感器接口單元(1)將非數(shù)字的信息數(shù)字化并傳輸至運(yùn)算控制單元3；變頻器接口電路(2)將控制運(yùn)算單元(3)輸出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成變頻器可以接受的控制信號(hào)，對(duì)變頻器進(jìn)行控制。本發(fā)明對(duì)多個(gè)傳感器信號(hào)作綜合處理，對(duì)被控系統(tǒng)的多臺(tái)變頻器實(shí)施分組獨(dú)立控制。
文檔編號(hào)H02P27/04GK101022248SQ200610051270
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2006年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月9日
發(fā)明者智勇, 呂林生 申請(qǐng)人:智勇, 呂林生