專利名稱：多組變頻調(diào)速系統(tǒng)智能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能控制裝置，特別涉及一種變頻調(diào)速系統(tǒng)智能控制裝置。
背景技術(shù)：
變頻調(diào)速是當(dāng)今交流異步電機(jī)提高速度控制性能和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能的重要技術(shù)，已得到廣泛的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的實(shí)際工程中，通常都是用PLC(可編程序控制器)或智能控制器作系統(tǒng)整體運(yùn)行的混合控制控制器既用作調(diào)速節(jié)能控制，又用作動(dòng)力回路的投/切控制、保護(hù)控制，還用作運(yùn)行順序、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行保護(hù)、操作顯示、管理等工作狀態(tài)控制。這種用一個(gè)控制器對(duì)多個(gè)對(duì)象作混合控制的方式，造成接入系統(tǒng)的變頻調(diào)速節(jié)能控制裝置在設(shè)計(jì)、制造和使用時(shí)，存在下述問題。
(1)系統(tǒng)裝置的專用性由于用戶系統(tǒng)設(shè)備的復(fù)雜多變，在對(duì)用戶系統(tǒng)實(shí)施調(diào)速方案改造或設(shè)計(jì)時(shí)，基本上是一戶一方案，控制系統(tǒng)的通用性差。給設(shè)計(jì)和施工帶來不便和困難。
(2)系統(tǒng)資源配置冗余系統(tǒng)改造時(shí)，變頻調(diào)速控制裝置的部分功能經(jīng)常與系統(tǒng)原有的電氣控制功能重復(fù)配置，造成不必要的過度保護(hù)，系統(tǒng)控制邏輯復(fù)雜、資源配置冗余。
(3)控制系統(tǒng)由于來源于繼電器邏輯控制思路，存在大量中繼元件，包括中間繼電器，指示燈、開關(guān)等。這些元件經(jīng)各種線纜與控制器的輸入、輸出端口互連，造成生產(chǎn)、檢測(cè)、維護(hù)成本的上升；同時(shí)，弱電信號(hào)線纜與強(qiáng)電動(dòng)力線纜布局走線的混雜，難于分離，裝置內(nèi)電磁環(huán)境惡劣多變。
(4)控制對(duì)象特性的多樣性和數(shù)量眾多，導(dǎo)致對(duì)控制器及其輸入、輸出接口的硬件配置、對(duì)控制軟件設(shè)計(jì)和編程的要求，都趨向高級(jí)化和定制化，使裝置的研發(fā)、制造和使用成本增加。
(5)混合控制下的操作界面，含有裝在控制面板上眾多的開關(guān)、按鈕、指示燈等，需由人工干預(yù)操作；造成操作和維護(hù)人員工作強(qiáng)度較大；還存在因誤操作導(dǎo)致系統(tǒng)故障的隱患，而防誤操作保護(hù)和制造的代價(jià)一般較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)而提供的一種與動(dòng)力回路控制、工作狀態(tài)控制分離配置的、可方便地接入或脫離系統(tǒng)的多組變頻調(diào)速系統(tǒng)智能控制裝置。
本發(fā)明的多組變頻調(diào)速系統(tǒng)的智能控制裝置，通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)多組變頻調(diào)速系統(tǒng)的智能控制裝置，由CPU中央控制單元、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備、AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器、DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器、接口電路、譯碼電路組成，其中，CPU中央控制單元通過地址總線和數(shù)據(jù)總線分別與AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器、DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接，AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接傳感器接口電路；DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接變頻器接口電路，每個(gè)變頻器接口電路設(shè)有2個(gè)接口端，每個(gè)接口端連接1臺(tái)變頻器；輸入地址譯碼電路通過地址總線上連CPU中央控制單元，下接AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器；輸出地址譯碼電路通過地址總線上連CPU中央控制單元，下接DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器；輸入輸出設(shè)備與存儲(chǔ)器通過地址總線和數(shù)據(jù)總線與CPU中央控制單元連接；控制輸入端口，通過控制輸入電路7與地址總線和數(shù)據(jù)總線連接CPU中央控制單元；狀態(tài)輸出端口，通過控制輸出電路與地址總線和數(shù)據(jù)總線連接CPU中央控制單元。
AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器選用十二位模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器也選用十二位數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊。
CPU中央控制單元采用十六位CPU中央控制單元；存儲(chǔ)器采用1MB存儲(chǔ)器；輸入輸出設(shè)備為觸摸顯示屏。
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，由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明適于原有系統(tǒng)改造或新系統(tǒng)設(shè)計(jì)的專門用于智能/節(jié)能控制的裝置，能無縫嵌入變頻調(diào)速系統(tǒng)，即本發(fā)明接入或脫離控制回路時(shí)，都不改變系統(tǒng)原有的控制功能和控制形態(tài)，接入后只提供智能/節(jié)能控制服務(wù)；可同時(shí)接入1～8個(gè)變頻器組，對(duì)2～16個(gè)變頻器實(shí)施分組控制；同時(shí)提供簡(jiǎn)約、方便的操作界面，簡(jiǎn)化了操作使用。采用觸摸屏作控制輸入設(shè)備，取消了通常的鍵盤和鍵盤板，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)可靠性?？擅黠@降低既有交流電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)變頻調(diào)速智能改造的初投資和運(yùn)行費(fèi)用或簡(jiǎn)化新變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工；改善變頻調(diào)速系統(tǒng)的電磁兼容性；可同時(shí)對(duì)16個(gè)變頻調(diào)速回路分組實(shí)施節(jié)能控制；方便操作使用。
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為本發(fā)明多組變頻調(diào)速系統(tǒng)智能控制裝置的原理框圖；圖2為本發(fā)明無縫嵌入交流電機(jī)變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)的原理框圖；圖3為本發(fā)明用于含有十六臺(tái)變頻器的變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用的原理框圖。
圖中標(biāo)記1、輸入輸出設(shè)備；2、CPU中央控制單元；3、存儲(chǔ)器；4、輸入地址譯碼電路；5、輸出地址譯碼電路；6、AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器；7、控制輸入電路；8、狀態(tài)輸出電路；9、DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器；10～25、傳感器輸入電路；26～33、變頻器接口電路；34、地址總線；35、數(shù)據(jù)總線；36～51、控制輸入端口；52～67、狀態(tài)輸出端口；68～83、傳感器；84～99、變頻器；100～107、變頻器組。
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)明提出的多組變頻調(diào)速系統(tǒng)智能控制裝置其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后參見圖1，多組變頻調(diào)速系統(tǒng)的智能控制裝置，由十六位CPU中央控制單元2、1MB存儲(chǔ)器3、輸入輸出設(shè)備1、AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器6、DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器7、接口電路、譯碼電路組成，其中，CPU中央控制單元2通過地址總線34和數(shù)據(jù)總線35分別與AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器6、DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器9連接，AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器6連接十六個(gè)傳感器接口電路10～25，傳感器接口電路10～25可連接外部16個(gè)獨(dú)立傳感器；DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器9連接八個(gè)變頻器組接口電路，每個(gè)變頻器接口電路26～33設(shè)有二個(gè)接口端，每個(gè)接口端可連接1臺(tái)變頻器，組成一～八種變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)；輸入地址譯碼電路4通過地址總線34上連CPU中央控制單元2，下接AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器6；輸出地址譯碼電路5通過地址總線34上連CPU中央控制單元2，下接DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器9；輸入輸出設(shè)備1與存儲(chǔ)器3通過地址總線34和數(shù)據(jù)總線35與CPU中央控制單元2連接；控制輸入端口36～51，通過控制輸入電路7與地址總線34和數(shù)據(jù)總線35連接CPU中央控制單元2；狀態(tài)輸出端口52～67，通過控制輸出電路8與地址總線34和數(shù)據(jù)總線35連接CPU中央控制單元2。
為適應(yīng)系統(tǒng)性能，AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器6選用十二位模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器9也選用十二位數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊。
本裝置的操作和顯示界面由輸入輸出設(shè)備1采用5時(shí)觸摸顯示屏，兼顯示和操作功能，與一般混合控制相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、操作方便。
本發(fā)明無縫嵌入交流電機(jī)變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)參見圖2，無縫嵌入方式是這樣實(shí)現(xiàn)十六支傳感器68～83，通過屏蔽電纜各自接入本發(fā)明的傳感器輸入電路10～25；十六臺(tái)變頻器84～99分成8組100～107，每組控制調(diào)速特性相同的二臺(tái)變頻器，十六臺(tái)變頻器84～99的控制輸入信號(hào)，分別通過屏蔽電纜從本發(fā)明的控制輸入端口36～51接入相應(yīng)的變頻器84～99的專用輸入端口；十六臺(tái)變頻器84～99的狀態(tài)輸出信號(hào)，分別通過屏蔽電纜從本發(fā)明的狀態(tài)輸出端口52～67接入相應(yīng)的變頻器84～99的專用輸出端口(不同種類的變頻器在其說明書中規(guī)定了不同的控制輸入端口號(hào)和狀態(tài)輸出端口號(hào))；這樣就構(gòu)成了無縫嵌入多種傳感器和多組變頻器構(gòu)成不同種類的交流電機(jī)變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)。拖動(dòng)系統(tǒng)的16個(gè)傳感器68～83經(jīng)各自對(duì)應(yīng)的傳感器輸入電路10～25，將模擬量信號(hào)送至AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器6，AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器6對(duì)它們作數(shù)字化處理后經(jīng)數(shù)據(jù)總線35送至CPU中央控制單元2作為智能控制輸入信息；CPU中央控制單元2按內(nèi)建的控制算法輸出數(shù)字化控制信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)總線35送至DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器9；DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器9對(duì)它們作模擬量變換再經(jīng)各變頻器接口電路26～33向16個(gè)變頻器84～99分送頻率控制信號(hào)。
本發(fā)明對(duì)變頻器實(shí)施分組管理，根據(jù)每組變頻器的控制算法需求，選定一個(gè)或多個(gè)傳感器，對(duì)其讀數(shù)送入CPU中央控制單元2進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器3，對(duì)系統(tǒng)受控變頻器按照動(dòng)作需求進(jìn)行分組，共分為8組100～107，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。使該智能控制器成為通用的、獨(dú)立的智能控制裝置本發(fā)明用于含有十六臺(tái)變頻器的變頻調(diào)速系統(tǒng)參見圖3示出本發(fā)明用于含有十六臺(tái)變頻器84～99的變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用的原理框圖。十六臺(tái)變頻器84～99可以定義為1～8種工作類型的電力拖動(dòng)系統(tǒng)，可分為8組100～107，并可對(duì)其分別實(shí)施控制。各變頻器組所需傳感器68～83的數(shù)值，可按需要定義，選定1個(gè)或多個(gè)傳感器68～83讀數(shù)進(jìn)行事先規(guī)定的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果作為控制變頻器動(dòng)作的根據(jù)。本應(yīng)用系統(tǒng)所需傳感器總數(shù)為十六支。
圖3示出的連接方式，不改變系統(tǒng)原有的動(dòng)力回路和工作狀態(tài)控制功能和控制形態(tài)。
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
1.一種多組變頻調(diào)速系統(tǒng)的智能控制裝置，由CPU中央控制單元(2)、存儲(chǔ)器(3)、輸入輸出設(shè)備(1)、AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)、DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器(7)、接口電路、譯碼電路組成，其特征在于CPU中央控制單元(2)通過地址總線(34)和數(shù)據(jù)總線(35)分別與AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)、DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器(9)連接，AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)連接傳感器接口電路(10～25)；DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器(9)連接變頻器接口電路(26～33)，每個(gè)變頻器接口電路設(shè)有二個(gè)接口端，每個(gè)接口端連接一臺(tái)變頻器；輸入地址譯碼電路(4)通過地址總線(34)上連CPU中央控制單元(2)，下接AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)；輸出地址譯碼電路(4)通過地址總線上連CPU中央控制單元，下接DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器(6)；輸入輸出設(shè)備(1)與存儲(chǔ)器(3)通過地址總線(34)和數(shù)據(jù)總線(35)與CPU中央控制單元(2)連接；控制輸入端口(36～51)，通過控制輸入電路(7)與地址總線(34)和數(shù)據(jù)總線(35)連接CPU中央控制單元(2)；狀態(tài)輸出端口(52～67)，通過控制輸出電路(8)與地址總線(34)和數(shù)據(jù)總線(35)連接CPU中央控制單元(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的多組變頻調(diào)速系統(tǒng)的智能控制裝置，其特征在于AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)選用十二位模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器(9)選用十二位數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊。
3.如權(quán)利要求1或2所述的多組變頻調(diào)速系統(tǒng)的智能控制裝置，其特征在于CPU中央控制單元(2)采用十六位CPU中央控制單元。
4.如權(quán)利要求3所述的多組變頻調(diào)速系統(tǒng)的智能控制裝置，其特征在于存儲(chǔ)器采用1MB存儲(chǔ)器。
5.如權(quán)利要求4所述的多組變頻調(diào)速系統(tǒng)的智能控制裝置，其特征在于輸入輸出設(shè)備(1)為觸摸顯示屏。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多組變頻調(diào)速系統(tǒng)智能控制裝置，CPU中央控制單元通過地址總線和數(shù)據(jù)總線分別與AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器、DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器、輸入輸出設(shè)備及存儲(chǔ)器連接，AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接傳感器接口電路；DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接變頻器接口電路；輸入地址譯碼電路通過地址總線上連CPU中央控制單元，下接AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器；輸出地址譯碼電路通過地址總線上連CPU中央控制單元，下接DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器；控制輸入端口、狀態(tài)輸出端口，分別通過控制輸入電路、控制輸出電路與地址總線和數(shù)據(jù)總線連接CPU中央控制單元。具有與動(dòng)力回路控制、工作狀態(tài)控制分離配置的、可方便地接入或脫離系統(tǒng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B15/02GK101013879SQ20071007763
公開日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2007年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
發(fā)明者智勇, 呂林生 申請(qǐng)人:智勇, 呂林生