一種變頻器的通用控制裝置及其控制方法
2023-06-03 03:59:41
專利名稱：一種變頻器的通用控制裝置及其控制方法
技術領域：
本發明涉及變頻器的控制裝置，特別涉及到一種對多個傳感器信號作綜合處理，對被控系統的多臺變頻器實施分組獨立控制的變頻器的控制裝置；同時還涉及其控制方法。
背景技術：
變頻器作為一種電能形態變換裝置，廣泛應用在交流電機拖動系統中，已經成為工業過程調速控制的主流裝置。但是，長期以來控制變頻器工作的控制器都是針對具體的受控系統設計的，不具有通用性；它往往也不具有專用性，即它通常與系統動力迴路、工作順序、工作狀態、設備保護等控制電路共用。這種控制方式造成以下問題首先，控制器的軟體是針對具體的個案設計的，不具有開放性和通用性，其軟體成本和控制器的硬體成本居高不下；其次，控制變頻器工作的輸入信息來自不同輸出特性的傳感器，來自系統的多種狀態特徵量，導致在特定環境下工作的變頻器控制器都必須花費大量成本開發、配置數據採集、辨識、綜合裝置；再次，在有多臺變頻器聯合控制的系統中，每臺變頻器都必須獨立採集輸入信息，獨立接受控制，導致裝置中硬體、軟體配置的重複、冗餘，工程造價上升，系統控制穩定性下降；最後，由於變頻器與系統其他工作狀態共用同一個控制器，導致強、弱電難以遠離走線，相互交錯互連，裝置內部電磁環境複雜多變，解決系統電磁兼容性問題需花費大量的成本。
發明內容
本發明的目的在於克服上述缺點而提供的一種對多個傳感器信號作綜合處理，對被控系統的多臺變頻器實施分組獨立控制的變頻器的通用控制裝置。
本發明的另一目的在於提供變頻器的通用控制裝置的控制方法。
本發明的一種變頻器的通用控制裝置，包括傳感器接口單元，運算控制單元，操作鍵盤，顯示單元，變頻器接口電路，其中傳感器接口單元連接多個傳感器，承擔傳感器輸出信息的採集、變換和傳輸任務；傳感器接口單元將非數字的信息數位化並傳輸至運算控制單元；變頻器接口電路將運算控制單元的控制指令轉換為變頻器可以接受的控制信號，對變頻器進行控制。
傳感器接口可以是模擬信號接口(如0-10V電壓信號，4-20mA電流信號等)，也可以是數字接口(如RS-232接口，乙太網接口，工業總線接口等)。
變頻器接受的控制信號可以採用乾結點或溼結點形式，用電壓信號或電流信號；也可以是工業總線上傳輸的數據。
變頻器的通用控制裝置的控制方法，其特徵在於對變頻器的分組管理，根據每組變頻器的控制算法的需求，選定一個或多個傳感器，對其讀數進行運算，將運算結果作為虛擬傳感器讀數並以這個讀數為輸入參數進行控制算法的運算；控制方法對系統受控變頻器按照動作需求進行分組，將若干需要同步動作的變頻器劃分為1組，1組變頻器執行同一個控制算法。分組規則由控制鍵盤輸入，存儲於運算控制單元的存儲器中；1個控制算法所需的若干參數，由虛擬傳感器讀數提供。1個虛擬傳感器的讀數由選擇的若干傳感器的讀數運算得到，運算類型可以是各種數學方法的運算，如加、減、乘、除、乘方、算術平均、最大值、最小值等或各種運算的組合。虛擬傳感器的讀數運算規則和傳感器的選擇規則由控制鍵盤輸入，存儲於運算控制單元的存儲器中。
本發明與現有技術相比具有以下明顯的優點和有益效果可以採集多個傳感器的讀數並對多個變頻器進行控制，提供人機互動界面；根據控制需要選擇傳感器信號數據的組合方法，將傳感器組合信號數據抽象為虛擬邏輯傳感器並進行數據處理；以虛擬邏輯傳感器數據為依據，將變頻器分組，以多種控制算法對變頻器實施控制；由開放、靈活的軟體構架支持的穩定的控制器，其軟體平臺具有數據記錄、信號處理、通信和智能控制等功能。其硬體平臺具有邏輯控制、工作狀態控制、過程控制等功能並提供視覺界面。與系統的動力迴路、系統的工作狀態等控制電路相互隔離，獨立運行。
本發明的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細給出。
圖1為變頻器的通用控制裝置的結構示意圖。
圖2為傳感器接口單元的示意3為構造方法原理中標記1、傳感器接口單元；2、變頻器接口電路；3、控制運算單元；4、操作鍵盤；5、顯示單元。
具體實施例方式
以下結合圖及較佳實施例，對依據本發明提出的變頻器的通用控制裝置其具體實施方式
、結構、特徵及其功效，詳細說明如後參見圖1，變頻器通用控制裝置，包括傳感器接口單元1，控制運算單元3，操作鍵盤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連接多個傳感器，將各傳感器(101，102，...10n)的各種輸出信號轉換成數位訊號；傳感器接口單元1將非數字的信息數位化並傳輸至運算控制單元3；變頻器接口電路2將控制運算單元3輸出的控制信號轉換成開關信號，電壓信號，電流信號或工業現場總線上傳輸的數據控制各變頻器(201，202，...20m)運行。傳感器接口可以是模擬信號接口(如0-10V電壓信號，4-20mA電流信號等)，也可以是數字接口(如RS-232接口，乙太網接口，工業總線接口等)。
操作鍵盤4和顯示單元5構成人機界面，通過此界面可以對變頻器通用控制器進行設置和操作。操作鍵盤4和顯示單元5通過本地總線連接到運算控制單元3。
運算控制單元3由一臺計算機實現，本例中採用嵌入式處理器，自帶程序和數據存儲器。可同時(時分方式)執行多個控制算法，各個控制算法通過一組設置數據進行設置描述。
參見圖2，傳感器接口單元1提供CAN和RS-485工業總線接口6，這種接口方式可以經數字接口7直接讀取傳感器讀數，供運算控制單元3用。傳感器接口單元1提供電流接口和電壓接口8，通過I-V轉換電路9將電流信號轉換為電壓信號，通過10對電壓信號進行調理，通過ADC11(模擬-數字轉換器)轉換為數位訊號，供運算控制單元3使用。
其控制方法為對變頻器的分組管理，根據每組變頻器的控制算法的需求，選定一個或多個傳感器，對其讀數進行運算，將運算結果作為虛擬傳感器讀數並以這個讀數為輸入參數進行控制算法的運算；控制方法對系統受控變頻器按照動作需求進行分組，將若干需要同步動作的變頻器劃分為1組，1組變頻器執行同一個控制算法。分組規則由控制鍵盤輸入，存儲於運算控制單元的存儲器中；1個控制算法所需的若干參數，由虛擬傳感器讀數提供。1個虛擬傳感器的讀數由選擇的若干傳感器的讀數運算得到，運算類型可以是各種數學方法的運算，如加、減、乘、除、乘方、算術平均、最大值、最小值等或各種運算的組合。虛擬傳感器的讀數運算規則和傳感器的選擇規則由控制鍵盤輸入，存儲於運算控制單元的存儲器中。
下表是圖3的設置
下表描述圖3虛擬傳感器設置
以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何形式上的限制，任何未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種變頻器通用控制裝置，其特徵在於包括傳感器接口單元(1)，控制運算單元(3)，操作鍵盤(4)，顯示單元(5)，變頻器接口電路(2)，傳感器接口單元(1)連接多個傳感器，將各傳感器的各種輸出信號轉換成數位訊號；傳感器接口單元(1)將非數字的信息數位化並傳輸至運算控制單元3；變頻器接口電路(2)將控制運算單元(3)輸出的控制信號轉換成變頻器可以接受的控制信號，對變頻器進行控制。
2.如權利要求1所述的變頻器通用控制裝置，其特徵在於傳感器接口是模擬信號接口或數字接口。
3.如權利要求1或2所述的變頻器通用控制裝置，其特徵在於變頻器接受的控制信號採用乾結點或溼結點形式，用電壓信號、電流信號或工業總線上傳輸的數據。
4.一種變頻器的通用控制裝置的控制方法，其特徵在於對變頻器的分組管理，根據每組變頻器的控制算法的需求，選定一個或多個傳感器，對其讀數進行運算，將運算結果作為虛擬傳感器讀數並以這個讀數為輸入參數進行控制算法的運算；控制方法對系統受控變頻器按照動作需求進行分組，將若干需要同步動作的變頻器劃分為1組，1組變頻器執行同一個控制算法。分組規則由控制鍵盤輸入，存儲於運算控制單元的存儲器中；1個控制算法所需的若干參數，由虛擬傳感器讀數提供。1個虛擬傳感器的讀數由選擇的若干傳感器的讀數運算得到，運算類型可以是各種數學方法的運算，如加、減、乘、除、乘方、算術平均、最大值、最小值等或各種運算的組合。虛擬傳感器的讀數運算規則和傳感器的選擇規則由控制鍵盤輸入，存儲於運算控制單元的存儲器中。
全文摘要
本發明公開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)，控制運算單元(3)，操作鍵盤(4)，顯示單元(5)，變頻器接口電路(2)，傳感器接口單元(1)連接多個傳感器，將各傳感器的各種輸出信號轉換成數位訊號；傳感器接口單元(1)將非數字的信息數位化並傳輸至運算控制單元3；變頻器接口電路(2)將控制運算單元(3)輸出的控制信號轉換成變頻器可以接受的控制信號，對變頻器進行控制。本發明對多個傳感器信號作綜合處理，對被控系統的多臺變頻器實施分組獨立控制。
文檔編號H02P27/04GK101022248SQ200610051270
公開日2007年8月22日 申請日期2006年11月9日 優先權日2006年11月9日
發明者智勇, 呂林生 申請人:智勇, 呂林生