本發(fā)明涉及工業(yè)通訊領域，特別是涉及一種變頻器控制系統(tǒng)及其協(xié)議轉換卡。

背景技術：

隨著電力技術的發(fā)展，變頻器的應用越來越廣泛。

在變頻器的應用中，常常會遇到一個主站控制多個從站的情況。即通過一個通訊主站控制多個通訊從站的變頻器運行。目前，通常采用基于BACnet/MSTP協(xié)議(RS485接口)的轉換卡直接實現(xiàn)一臺通訊主站控制多個通訊從站，但是通訊速度較慢，BACnet/IP協(xié)議是基于以太網接口的協(xié)議，通訊速度較快。但是，基于BACnet/IP協(xié)議的轉換裝置或結構復雜，或需要應用交換機，成本較高。

因此，如何既能方便通訊主站控制多個通訊從站，且通訊速度較快又能降低通訊系統(tǒng)的成本，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種變頻器控制系統(tǒng)及其協(xié)議轉換卡，既能方便通訊主站控制多個通訊從站，且通訊速度較快又能降低通訊系統(tǒng)的成本。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下技術方案：

一種協(xié)議轉換卡，包括：第一通訊接口模塊、第二通訊接口模塊、處理器、雙口RAM、外擴控制器；其中，所述處理器用于對輸入的數據進行封裝、解析，以及進行虛擬交換機邏輯；所述第一通訊接口模塊和所述處理器連接，所述外擴控制器和所述處理器連接，所述第二通訊接口模塊和所述外擴控制器連接，所述第一通訊接口模塊和所述第二通訊接口模塊用于根據所述處理器的對應控制信號與外界的對應通訊設備進行通信；所述雙口RAM與所述處理器連接，用于與對應的變頻器進行數據交互。

優(yōu)選地，所述雙口RAM為CPLD芯片。

優(yōu)選地，所述CPLD芯片通過第一硬件接口和對應的所述變頻器連接。

優(yōu)選地，所述處理器還用于進行重復IP地址檢測和通訊超時故障檢測以及通訊狀態(tài)指示處理。

優(yōu)選地，所述第一通訊接口模塊包括第一以太網接口電路和與所述第一以太網接口電路連接的第一以太網硬件接口。

優(yōu)選地，所述第二通訊接口模塊包括第二以太網接口電路和與所述第二以太網接口電路連接的第二以太網硬件接口。

優(yōu)選地，所述處理器包括：BACnet通信協(xié)議處理單元，用于對BACnet通信協(xié)議數據進行封裝和解析；交換機邏輯單元，用于進行虛擬交換機邏輯處理。

一種變頻器控制系統(tǒng)，包括：

n個如上述任一項所述的協(xié)議轉換卡，各所述協(xié)議轉換卡分別設置在對應的通訊從站的從站設備中并與對應的變頻器連接，n為大于0的整數；

位于通訊主站的主站設備；

所述主站設備以及各所述從站設備順次連接。

與現(xiàn)有技術相比，上述技術方案具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例所提供的一種協(xié)議轉換卡，包括：第一通訊接口模塊、第二通訊接口模塊、處理器、雙口RAM、外擴控制器；其中，處理器用于對輸入的數據進行封裝、解析，以及進行虛擬交換機邏輯；第一通訊接口模塊和處理器連接，外擴控制器和處理器連接，第二通訊接口模塊和外擴控制器連接，第一通訊接口模塊和第二通訊接口模塊用于根據處理器的對應控制信號與外界的對應通訊設備進行通信；雙口RAM與處理器連接，用于與對應的變頻器進行數據交互。在使用時，只需將該協(xié)議轉化卡設置在各個通訊從站中，與自身所在的通訊從站中的變頻器進行連接。由于該協(xié)議轉換卡設有兩個通訊接口模塊，因此，一個通訊從站可以和兩個通訊設備進行通訊連接，這樣通訊主站可以和任一通訊從站的一個通訊接口模塊連接，該通訊從站的另一通訊接口模塊可以和其他的通訊從站連接，繼而各個通訊從站順次連接，即可實現(xiàn)通訊主站對多個通訊從站的控制。通訊主站可以通過預設通信協(xié)議和各通訊從站進行通訊連接，各個通訊從站的協(xié)議轉換卡既有協(xié)議轉換功能，自身又作為虛擬交換機進行信息數據的傳輸。從而既方便了通訊主站控制多個通訊從站，且通訊速度較快又能降低通訊系統(tǒng)的成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的協(xié)議轉換卡結構示意圖；

圖2為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的變頻器控制系統(tǒng)結構示意圖；

圖3為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的CPLD數據分區(qū)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的核心是提供一種變頻器控制系統(tǒng)及其協(xié)議轉換卡，既能方便通訊主站控制多個通訊從站，且通訊速度較快又能降低通訊系統(tǒng)的成本。

為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。

在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施方式的限制。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的協(xié)議轉換卡結構示意圖。

本發(fā)明的一種具體實施方式提供了一種協(xié)議轉換卡，包括：第一通訊接口模塊1、第二通訊接口模塊2、處理器3、雙口RAM4、外擴控制器5；其中，處理器3用于對輸入的數據進行封裝、解析，以及進行虛擬交換機邏輯；第一通訊接口模塊1和處理器3連接，外擴控制器5和處理器3連接，第二通訊接口模塊2和外擴控制器5連接，第一通訊接口模塊1和第二通訊接口模塊2用于根據處理器3的對應控制信號與外界的對應通訊設備進行通信；雙口RAM4與處理器3連接，用于與對應的變頻器進行數據交互。

在本實施方式中，優(yōu)選處理器包括：BACnet通信協(xié)議處理單元，用于對BACnet通信協(xié)議數據進行封裝和解析；交換機邏輯單元，用于進行虛擬交換機邏輯處理。處理器用于對通訊協(xié)議進行轉換處理，將預設通訊協(xié)議如BACnet通信協(xié)議轉換成自定義協(xié)議；并進行虛擬交換機邏輯；進一步地，處理器還用于進行重復IP地址檢測和通訊超時故障檢測，即進行通訊卡檢錯邏輯；以及通訊狀態(tài)指示處理等。因為處理器中通常只設有一個內置的通訊控制器，因此，在本實施方式中設置一外擴控制器，用來協(xié)助實現(xiàn)雙網口虛擬交換機功能，進一步地，在本實施方式中優(yōu)選協(xié)議轉換卡通過以太網和外界通訊設備進行通信，則外擴控制器為外擴以太網控制器。

在使用時，只需將該協(xié)議轉化卡設置在各個通訊從站中，與自身所在的通訊從站中的變頻器進行連接。由于該協(xié)議轉換卡設有兩個通訊接口模塊，因此，可以實現(xiàn)雙網口虛擬交換機功能，一個通訊從站可以和兩個通訊設備進行通訊連接，這樣通訊主站可以和任一通訊從站的一個通訊接口模塊連接，該通訊從站的另一通訊接口模塊可以和其他的通訊從站連接，繼而各個通訊從站順次連接，即可實現(xiàn)通訊主站對多個通訊從站的控制。通訊主站可以通過BACnet/IP標準協(xié)議等預設協(xié)議和各通訊從站進行通訊連接，各個通訊從站的協(xié)議轉換卡既有協(xié)議轉換功能，自身又作為虛擬交換機進行信息的傳輸。從而既方便了通訊主站控制多個通訊從站，且通訊速度較快又能降低通訊系統(tǒng)的成本。

在本發(fā)明的一種實施方式中，雙口RAM(隨機存取存儲器)為CPLD(復雜可編程邏輯器件)芯片。CPLD芯片通過第一硬件接口和對應的變頻器連接。采用第一硬件接口作為協(xié)議轉換卡和變頻器的電氣連接，并通過CPLD芯片來編程實現(xiàn)一個雙口RAM的功能，相對于專用雙口RAM，降低了成本和體積。

進一步地，第一通訊接口模塊包括第一以太網接口電路和與第一以太網接口電路連接的第一以太網硬件接口。第二通訊接口模塊包括第二以太網接口電路和與第二以太網接口電路連接的第二以太網硬件接口。第一以太網硬件接口和第二以太網硬件接口優(yōu)選為RJ45接口。

在本實施方式中，以太網接口電路主要為網絡隔離變壓器及其相關的電路，RJ45即為兩個以太網水晶插頭，通訊主站的主站設備可以插接任一以太網接口模塊的RJ45接口以對該協(xié)議轉換卡所在的從站設備進行通訊控制。

請參考圖2，圖2為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的變頻器控制系統(tǒng)結構示意圖。

相應地，本發(fā)明一種實施方式還提供了一種變頻器控制系統(tǒng)，包括：n個如上述任一實施方式所提供的協(xié)議轉換卡，各協(xié)議轉換卡分別設置在對應的通訊從站的從站設備中并與對應的變頻器連接，n為大于0的整數；位于通訊主站的主站設備；主站設備以及各從站設備順次連接。

如圖2所示，該系統(tǒng)包括一個主站設備21和n個從站設備22。各從站設備22設有一個協(xié)議轉換卡23以和主站設備21進行通迅。各從站設備如圖2所示順次連接，位于次序首位的從站設備和主站設備連接。

在本實施方式中，協(xié)議轉換卡應用BACnet/IP協(xié)議進行通訊。BACnet/IP是一種將LWIP協(xié)議棧和BACnet協(xié)議棧結合起來的協(xié)議。協(xié)議轉換卡對于從以太網接口模塊收到的數據，處理器首先判斷該數據是否是廣播報文，若為廣播報文，則根據自身另一個以太網接口模塊的在線狀態(tài)確定是否進入數據幀轉發(fā)過程，再進入報文解析程序；若該數據為非廣播報文，則判斷是否是本機報文，若為本機報文則直接進入報文解析程序；若為非本機報文，則根據自身另一個以太網接口模塊的在線狀態(tài)確定是否進行報文轉發(fā)過程，但不進入報文解析過程。

因以太網接口模塊的設置，報文接收時，需要識別當前收到報文的以太網接口模塊，以便在報文應答時將報文發(fā)送至正確的以太網接口模塊。本協(xié)議轉換卡還具備重復IP檢測功能和通訊超時檢測功能，對處于連接狀態(tài)的以太網接口模塊進行檢測，若有設備與本協(xié)議轉換卡所在的從站設備的IP地址相同，則該協(xié)議轉換卡報故障，若協(xié)議轉換卡處于通訊過程中時，在設定超時時間內未收到BACnet數據幀，則報故障，故障狀態(tài)由狀態(tài)燈指示。

本協(xié)議轉換卡與變頻器通過硬件接口連接，采用以下方式通訊。因協(xié)議轉換卡與變頻器之間的數據交換是通過雙口RAM實現(xiàn)的，在本實施方式中，優(yōu)選雙口RAM為CPLD芯片，因此將CPLD劃分為不同的數據區(qū)域，如圖3所示，將CPLD劃分為協(xié)議轉換卡數據寫出區(qū)、協(xié)議轉換卡數據讀入區(qū)、變頻器標識寄存器、協(xié)議轉換卡標志寄存器這四個數據區(qū)。

其中，協(xié)議轉換卡數據寫出區(qū)為協(xié)議轉換卡收到的BACnet/IP數據幀解析后轉化的自定義數據幀存儲區(qū)；協(xié)議轉換卡數據讀入區(qū)為變頻器應答的數據幀存儲區(qū)；對于協(xié)議轉換卡標志寄存器，協(xié)議轉換卡根據協(xié)議轉換卡數據寫出區(qū)的數據更新狀態(tài)修改該寄存器的值，變頻器查詢該寄存器的值來確定協(xié)議轉換卡是否有更新數據，若有則讀取協(xié)議轉換卡數據讀入區(qū)的數據，并清除協(xié)議轉換卡數據寫出區(qū)數據更新狀態(tài)以便識別下一次數據的讀入，若變頻器有數據應答，即協(xié)議轉換卡數據讀入區(qū)有新數據更新，變頻器同時會更新變頻器標識寄存器以方便協(xié)議轉換卡及時讀取變頻器更新的應答數據，協(xié)議轉換卡識別到有數據更新則讀取協(xié)議轉換卡數據讀入區(qū)的數據，并清除變頻器標識寄存器中的數據更新標志以方便識別下一次數據的更新。

進一步地，在轉換卡與變頻器進行數據交換之前，讓兩者進行握手來確定轉換卡與變頻器連接是否正常(即一方寫入數據，另一方能在相應的內存中讀出該數據)，握手成功之后才能進入正常數據傳輸狀態(tài)，協(xié)議轉換卡配置有1ms的看門狗，在協(xié)議轉換卡死機的狀況下，看門狗會觸發(fā)復位信號。

在本實施方式中，轉化卡和變頻器的握手過程為：CA_IND_REG為協(xié)議轉化卡標志寄存器,INV_IND_REG為變頻器標志寄存器。變頻器最開始發(fā)一個復位信號對CPLD進行初始化復位，協(xié)議轉換卡首先向協(xié)議轉換卡標志寄存器CA_IND_REG中寫入0xA0，一定時間后變頻器讀取該協(xié)議轉化卡標志寄存器的值，若為0xA0，則往變頻器標志寄存器INV_IND_REG寫入0xA0。協(xié)議轉化卡不斷讀取INV_IND_REG的值，直到其為0xA0，則向協(xié)議轉化卡標志寄存器CA_IND_REG寫入0xF0，變頻器一段時間之后讀取該寄存器的值，若為0xF0，則往變頻器標志寄存器INV_IND_REG寫入0xF0，變頻器側握手成功；協(xié)議轉化卡不斷讀取INV_IND_REG的值，直到其為0xF0，則協(xié)議轉化卡也完成握手。

綜上所述，本發(fā)明實施方式所提供的變頻器控制系統(tǒng)及其協(xié)議轉換卡，該協(xié)議轉換卡設有兩個以太網接口模塊，由處理器進行協(xié)議轉換以及實現(xiàn)交換機功能，無需外置交換機，成本低，結構簡單緊湊，即具有數據包轉發(fā)功能，在不需接入交換機的情況下實現(xiàn)一主多從的通訊。

以上對本發(fā)明所提供一種變頻器控制系統(tǒng)及其協(xié)議轉換卡進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。