CN101539439B - 感应加热中频电源柜面板集中数字显示系统 - Google Patents

感应加热中频电源柜面板集中数字显示系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种感应加热中频电源柜面板集中数字显示系统，包括与布设在被检测中频电源柜内部的传感器组相接的信号采集、处理及通讯传输模块、布设在所述被检测中频电源柜面板上且能进行相应数据接收、处理及显示的显示仪表组、连接在信号采集、处理及通讯传输模块与显示仪表组之间的数据传输线，以及为各用电单元进行供电的供电电源。本发明结构简单、成本低、使用操作简便且性能可靠，能有效解决现有电源柜面板显示系统结构复杂、接线多且存在信号干扰等实际问题。

Description

感应加热中频电源柜面板集中数字显示系统
技术领域
本发明涉及金属冶炼、透热及淬火等热加工处理工艺用感应加热变频电源，尤其是涉及一种感应加热中频电源柜面板集中数字显示系统。
背景技术
目前，在金属冶炼、热加工、机器零件的淬火等加工处理工艺中，感应加热用变频电源装置不可或缺，上述感应加热用变频电源装置有时也分开称为中频电源、超音频电源和高频电源，其一般功率都比较大，因而体积也大，构造较复杂，运行中需操作者实时详细观察和注意的各种电参数也多。由于上述电参数每一时刻都从不同角度反映着变频电源系统的运行状态，并且经分析后，从中可随时发现变频电源在各个时刻的运行状态，包括是否正常、节能或故障等。实际使用时，上述变频电源所测定的各电参数具体由相应设置在控制面板的各种仪表分别进行直观显示。
现如今，上述各仪表基本上都是传感器取样，仪表信号整定，且采用仪表(指针或数显)显示的形式，比如：变频柜子上设有三相工频电压表、三相工频电流表、直流电压表、直流电流表、中频电压表、中频频率表、中频功率表、水压表，多路水温巡检表等。但是，由于上述仪表种类多，生产厂家杂，每块仪表都有各自的面扳风格以及接线方式和电信号取样要求。目前，通用的做法均是把上述所需设置的所有类型仪表，整体组合镶嵌在变频电源柜的门面板上，因而显得整个面板上所排列的仪表多而杂，并且不美观；另外，每块显示表背面最少要接二根以上的线缆，因而所安装的传输线很多，这样，各路电信号之间极易受到干扰，最终影响性能。
综上所述，虽然上述仪表显示系统存在诸多缺陷和不足，但是由于感应加热用变频电源装置面板上所使用的仪表大多为专用仪表，造价都比较高，基于种种原因，上述最早和最传统的仪表显示式组合方式一直沿用至今。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种感应加热中频电源柜面板集中数字显示系统，其结构简单、成本低、使用操作简便且性能可靠，能有效解决现有电源柜面板显示系统结构复杂、接线多且存在信号干扰等实际问题，更重要的是采用了全数字化技术。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种感应加热中频电源柜面板集中数字显示系统，其特征在于：包括与布设在被检测中频电源柜内部的传感器组相接的信号采集、处理及通讯传输模块、布设在所述被检测中频电源柜面板上且能进行相应数据接收、处理及显示的显示仪表组、连接在信号采集、处理及通讯传输模块与显示仪表组之间的数据传输线，以及为各用电单元进行供电的供电电源；
所述信号采集、处理及通讯传输模块包括分别与所述传感器组中的各传感器相接的接口电路、对接口电路所传入的各路信号进行分析处理并将处理得出的所有相关参数对应标识上特征字后按顺序编成一数据链进行传输的处理器一，以及将处理器一处理得出的数据链经数据传输线发送至显示仪表组的通讯传输模块一；所述接口电路为处理器一的自带接口和/或与处理器一相接的扩展接口；所述处理器一与通讯传输模块一相接；
所述显示仪表组由多个分别对所传入数据链进行分析处理并显示的显示仪表组成；所述显示仪表包括根据与所标识的特征字从所传入数据链中找出本显示仪表对应数据段并对所述数据段进行相应处理的处理器二，以及与处理器二相接的数字显示器；所述处理器二与数字显示器的编码驱动电路相接；所述处理器二内嵌有对数据传输线所传入数据链进行接收的通讯传输模块二；
所述通讯传输模块一与所述通讯传输模块二相对应，且通讯传输模块一与处理器二间通过数据传输线进行连接。
所述通讯传输模块二与通讯传输模块一之间的通讯方式为一对多串行通讯方式或I2C通讯方式。
所述处理器一为单片机ATMEGA16-16PU，处理器二为单片机ATTINY2313-10PU。
所述数据传输线的数量为两条。
本发明与现有技术相比具有以下优点：1、结构简单，显示仪表组即仪表盘排列规范且美观。2、产品能批量化生产，并且适用面宽，不仅适用于感应加热变频电源装置，同时也能适用于同类其他所有产品使用，因而可取代传统的仪表显示方式。3、由于所传输信号均为数字化信号，因而抗干扰能强，传输距离远。4、通过一对多串行通讯方式或I2C通讯方式能够将一信号源分送至多处，可同时供多处使用及显示，因而传输线缆大大减少，一般只需要两根数据传输线即可。5、本发明所处理、传输的信号，可与其它系统或网络共享，如接入局域网或因特网，从而实现远程监控等功能。6、成本低，面板可规整模块化。综上所述，本发明结构简单、成本低、使用操作简便且性能可靠，其把各种仪表的显示方式归一化，接线仅用两根电线串行通讯协议化，硬件单片机化，显示数字化，面板结构模块化，这使所传输信号由原来的模拟化转化为数字信号，能有效解决现有电源柜面板显示系统结构复杂、接线多且存在信号干扰等实际问题。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的电路原理框图。
附图标记说明：
1-信号采集、处理及通讯传1-1-接口电路；1-2-处理器一；
输模块；
1-3-通讯传输模块一；2-数据传输线；   3-显示仪表组；
3-2-处理器二；      3-3-数字显示器； 4-传感器组；
5-显示仪表。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明包括与布设在被检测中频电源柜内部的传感器组4相接的信号采集、处理及通讯传输模块1、布设在所述被检测中频电源柜面板上且能进行相应数据接收、处理及显示的显示仪表组3、连接在信号采集、处理及通讯传输模块1与显示仪表组3之间的数据传输线2，以及为各用电单元进行供电的供电电源。
本实施例中，所述传感器组包括分别对被检测中频电源柜所输入工频电源的电压和电流、所输出中频电源的电压和电流以及频率、直流电压和电流、被检测中频电源柜内部冷却水路各支路的温度，以及对被检测电源柜内需检测温度器件的温度等进行实时检测的工频电压传感器、工频电流传感器、中频电压传感器、中频电流传感器、频率传感器、直流电压传感器、直流电流传感器、水路温度传感器、器件温度传感器等多路传感器。
所述信号采集、处理及通讯传输模块1包括分别与所述传感器组中的各传感器相接的接口电路1-1、对接口电路1-1所传入的各路信号进行分析处理并将处理得出的所有相关参数对应标识上特征字后按顺序编成一数据链进行传输的处理器一1-2，以及将处理器一1-2处理得出的数据链经数据传输线2发送至显示仪表组3的通讯传输模块一1-3。所述接口电路1-1为处理器一1-2的自带接口和/或与处理器一1-2相接的扩展接口。所述处理器一1-2与通讯传输模块一1-3相接。
本实施例中，所使用传感器的种类和数量较多，因而信号采集、处理及通讯传输模块1中所设置的接口电路1-1包括处理器一1-2的自带接口和与处理器一1-2相接的扩展接口。实际使用过程中，所述传感器组中的各传感器将其实时检测的多路模拟或数字信号通过接口电路1-1输至处理器一1-2，处理器一1-2首先将所传入的模拟信号进行A/D转化后再进行相应处理，其处理过程包括：首先根据所述工频电压传感器和工频电流传感器所检测信号、中频电压传感器和中频电流传感器所检测信号，以及直流电压传感器、直流电流传感器所检测信号相应计算得出工频功率参数值、中频功率参数值以及直流功率参数值；之后，再将处理得出的所有相关参数，包括工频电压、工频电流、工频功率、中频电压、中频电流、中频功率、中频频率、直流电压、直流电流、水路温度、器件温度等多个参数，对应标识上特征字后按顺序编成一数据链。最后，由与处理器一1-2相接的通讯传输模块一1-3将所编成的数据链通过数据传输线2传送至显示仪表组3。
所述显示仪表组3由多个分别对所传入数据链进行分析处理并显示的显示仪表5组成；所述显示仪表5包括根据与所标识的特征字从所传入数据链中找出本显示仪表对应数据段并对所述数据段进行相应处理的处理器二3-2，以及与处理器二3-2相接的数字显示器3-3。所述处理器二3-2与数字显示器3-3的编码驱动电路相接。所述处理器二3-2内嵌有对数据传输线2所传入数据链进行接收的通讯传输模块二。所述通讯传输模块一1-3与所述通讯传输模块二相对应，且通讯传输模块一1-3与处理器二3-2间通过数据传输线2进行连接。所述通讯传输模块二与通讯传输模块一1-3之间的通讯方式为一对多串行通讯方式或I2C通讯方式。
本实施例中，所述处理器一1-2为单片机ATMEGA16-16PU，处理器二3-2为单片机ATTINY2313-10PU。所述数据传输线2的数量为两条。
本实施例中，所述多个显示仪表5包括工频电压表、工频电流表、工频功率表、中频电压表、中频电流表、中频功率表、中频频率表、直流电压表、直流电流表、水路温度表、器件温度表等多个显示仪表，上述多个显示仪表分别对所检测的参数进行实时显示并实时更新。
所述显示仪表组3的具体信号处理过程是：首先所述多个显示仪表5的处理器二3-2通过其内嵌的通讯传输模块二，接收来自通讯传输模块一1-3传送而来的数据链后，各显示仪表5的处理器二3-2首先根据与所标识的特征字从所传入数据链中找出本显示仪表5对应的数据段，并且对所述数据段(即找出的本显示仪表5显示的数据段)进行相应处理，同时根据处理结果对本显示仪表的编码驱动电路进行控制，由所述编码驱动电路编码驱动的数字显示器3-3进行同步显示。
另外，每块表的外壳选用国家标准外壳，面板统一设计，内部电路是一个小型单片机系统即处理器二3-2和多位数码译码显示元件即数字显示器3-3，各显示仪表将其将接收到的数据重新按7段数码再编码显示，不断刷新，如果是一表多路显示，某一路和其它路数据同时在表上显示出来，可不断重复巡检显示。另外，各显示仪表5的面板上印有信号单位，如V、A等字样，利用显示数据与单位组合成一组意义明确的显示量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种感应加热中频电源柜面板集中数字显示系统，其特征在于：包括与布设在被检测中频电源柜内部的传感器组(4)相接的信号采集、处理及通讯传输模块(1)、布设在所述被检测中频电源柜面板上且能进行相应数据接收、处理及显示的显示仪表组(3)、连接在信号采集、处理及通讯传输模块(1)与显示仪表组(3)之间的数据传输线(2)、以及为各用电单元进行供电的供电电源；
所述信号采集、处理及通讯传输模块(1)包括分别与所述传感器组中的各传感器相接的接口电路(1-1)、对接口电路(1-1)所传入的各路信号进行分析处理并将处理得出的所有相关参数对应标识上特征字后按顺序编成一数据链进行传输的处理器一(1-2)、以及将处理器一(1-2)处理得出的数据链经数据传输线(2)发送至显示仪表组(3)的通讯传输模块一(1-3)；所述接口电路(1-1)为处理器一(1-2)的自带接口和/或与处理器一(1-2)相接的扩展接口；所述处理器一(1-2)与通讯传输模块一(1-3)相接；
所述显示仪表组(3)由多个分别对所传入数据链进行分析处理并显示的显示仪表(5)组成；所述显示仪表(5)包括根据所标识的特征字从所传入数据链中找出本显示仪表对应数据段并对所述数据段进行相应处理的处理器二(3-2)，以及与处理器二(3-2)相接的数字显示器(3-3)；所述处理器二(3-2)与数字显示器(3-3)的编码驱动电路相接；所述处理器二(3-2)内嵌有对数据传输线(2)所传入数据链进行接收的通讯传输模块二；
所述通讯传输模块一(1-3)与所述通讯传输模块二相对应，且通讯传输模块一(1-3)与处理器二(3-2)间通过数据传输线(2)进行连接。
2.按照权利要求1所述的感应加热中频电源柜面板集中数字显示系统，其特征在于：所述通讯传输模块二与通讯传输模块一(1-3)之间的通讯方式为一对多串行通讯方式或I2C通讯方式。
3.按照权利要求1或2所述的感应加热中频电源柜面板集中数字显示系统，其特征在于：所述处理器一(1-2)为单片机ATMEGA16-16PU，处理器二(3-2)为单片机ATTINY2313-10PU。
4.按照权利要求1或2所述的感应加热中频电源柜面板集中数字显示系统，其特征在于：所述数据传输线(2)的数量为两条。
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Denomination of invention: Centralized digital display system of induction heating medium frequency power cabinet panel

Effective date of registration: 20201028

Granted publication date: 20110615

Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee

Pledgor: XI'AN CHEEGON ELECTRIC Co.,Ltd.

Registration number: Y2020990001260

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
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Date of cancellation: 20230228

Granted publication date: 20110615

Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee

Pledgor: Xi'an Cheegon Electric Co.,Ltd.

Registration number: Y2020990001260