CN104503514B - 基于4g无线网络传输的变频器柜恒温恒湿远程智能控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明基于4G无线网络传输的变频器柜恒温恒湿远程智能控制方法，通过温度传感器和湿度传感器实时测取变频器柜内各监测点和区域温度和湿度，并通过温度信号采集板和湿度信号采集板实时传回中央处理单元；中央处理单元将实时传回的温度数值与对应各点的最低安全温度参考值及最高安全温度参考值比较，通过启动恒温控制系统与否，控制变频器柜内温度稳定在安全温度范围；中央处理单元将实时传回的湿度数值与对应各区域的最高安全湿度参考值比较，通过启动恒湿控制系统与否，控制变频器柜内湿度保持在安全湿度范围内；中央处理单元把系统运行状态传输至无线网络终端，通过4G无线网络实时发送运行数据并接收控制指令，达到智能控制目的。

Description

基于4G无线网络传输的变频器柜恒温恒湿远程智能控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于4G无线网络传输的变频器柜恒温恒湿远程智能控制系统，属于电力电子技术领域。

背景技术

为了节能的目的，变频器在各行各业应用越来越多，如何提高其使用寿命和降低故障率也逐渐引起人们的关注。影响变频器使用寿命和故障率的重要环节就是变频器柜内温度的变化，因为变频器内部使用的大量功率器件和电子元器件均有正常工作要求的温度范围和湿度标准，温度过高或过低、湿度过大均可降低变频器的稳定性和使用寿命。为了解决这个问题有些方法已经被提出，并取得一定效果。

较为常见的变频器柜恒温恒湿控制有一种变频器除潮装置；有一种基于ZigBee的多变频器现场控制器系统；有应用于其他设备的温度湿度控制等方法。这些方法要么有温度信号和湿度信号采集电路，但对温度和湿度控制方法采用单独除湿装置；要么采用ZigBee的控制器系统能够实现网络化无线模式的方法来控制变频器组，该方法只适用于有限距离的无线控制，且没有与手机结合。就现阶段的变频器温度湿度控制来说，需要一种既能在变频正常工作情况下实现现场和远程的恒温恒湿智能控制，又能在变频器闲置时实现温度湿度智能控制。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于4G无线网络传输的变频器柜恒温恒湿远程智能控制系统，在变频器工作和闲置情况下均采集变频器柜内各监测点和区域的温度和湿度；通过恒温控制系统控制变频器柜内温度稳定在安全温度范围内；通过恒湿控制系统控制变频器柜内湿度保持在安全湿度阈值以上；可视化温度湿度显示，便于现场操作人员判断并执行相应操作；通过4G无线网络传输，实现远程智能控制，便于现场人员和售服人员进行远程操控。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于4G无线网络传输的变频器柜恒温恒湿远程智能控制方法，具体步骤：

A.通过温度传感器和湿度传感器实时测取变频器柜内各监测点和区域的温度T_X和湿度H_Y(X＝1,2,3…表示各温度监测点，Y表示各湿度检测点)，并通过温度信号采集板和湿度信号采集板实时传回中央处理单元。

B.中央处理单元将实时传回的温度数值与对应各点的最低安全温度参考值T_{X ref min}及最高安全温度参考值T_{X ref max}比较。当T_X≥T_{X ref max}时，启动温度控制系统中的散热系统，此时分两种工况：

(1)变频器处于工作状态。如果是处在变流柜中温度监测点显示温度超过安全给定值，此时靠控制变频器自身散热系统中的主风扇F_main加大出风量，增加散热量，实现恒温控制。如果是处于除变流柜以外的监测点显示温度超过安全给定值，此时靠控制温度控制系统中的从风扇F_minor启动，加强该区域的空气流动，携带热量至柜体外，达到降低该点温度的效果。

(2)变频器处于闲置状态。该该状态下，由于该温度湿度控制系统可以单独控制变流柜主风扇F_main的起停，当变流柜内某温度监控点显示温度超过安全给定值时，可以现场或远程启动主风扇F_main，增加散热量，实现恒温控制。如果是处于除变流柜以外的监测点显示温度超过安全给定值，此时靠控制温度控制系统中的从风扇F_minor启动，加强该区域的空气流动，携带热量至柜体外，达到降低该点温度的效果。

当T_X<T_{X ref min}时，如果该测温点位于变流柜内，则启动恒温控制系统，通过降低主风扇F_main出风量，减少变流柜内热量散失，增加柜内温度，使柜内温度稳定在T_{X ref min}≤T_X<T_{X ref max}安全温度范围内；如果该超温点位于其他柜内，则启动恒温控制系统，通过启动该监测点附近的加热器释放热量，使柜内温度稳定在T_{X ref min}≤T_X<T_{X ref max}安全温度范围内。

C.中央处理单元将实时传回的湿度数值与对应各区域的最高安全湿度参考值H_{X ref max}比较。当H_X≥H_{X ref max}时，如果超湿点位于变流柜内，则启动恒湿控制系统，通过增加主风扇F_main出风量并启动柜内加热器，增加柜内温度并加快变流柜内空气流动速度，快速把湿空气抽出柜体，使变频器柜内湿度保持在H_X≥H_{X ref max}安全湿度阈值以上，同时又低于最大干燥度H_{X ref min}；如果超湿点位于其他柜内，则同时启动加热器和风扇，通过风扇加快加热器的热量流动，达到除湿的目的，使变频器柜内湿度保持在H_X≥H_{X ref max}安全湿度阈值以上，且低于H_{X ref min}。

D.中央处理单元把整个系统的运行状态传输至无线网络终端，通过4G无线网络该终端可以向持有该终端接收设备或装有可接收该终端信息的手机的现场操作人员和变频器售服人员实时发送运行数据，并接收经过校验的控制指令，控制设备运行，达到智能控制的目的。

综上所述，A步骤中测取的变频器柜内各监测点和区域的温度T_X和湿度H_Y通过温度信号采集板和湿度信号采集板实时传至中央处理单元，中央处理单元根据内部程序设定的安全范围和阈值对传输过来的信号进行处理和判断，并发出相应的响应措施；其中步骤B属于恒温控制系统工作原理，能够实现变频器柜恒温控制，步骤C属于恒湿控制系统工作原理，能够实现变频器柜恒湿控制；步骤D能够实现变频器柜内温度和湿度的远程智能控制。

附图说明

图1是本发明控制原理框图。

图2是恒温恒湿控制逻辑框图。

图3是变频器系统与4G无线网络互联框图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明控制原理框图，本发明一种基于4G无线网络传输的变频器柜恒温恒湿远程智能控制方法，恒温恒湿：A.通过温度传感器和湿度传感器实时测取变频器柜内各监测点和区域的温度T_X和湿度H_Y(X＝1,2,3…表示各温度监测点，Y表示各湿度检测点)，并通过温度信号采集板和湿度信号采集板实时传回中央处理单元；B.中央处理单元将实时传回的温度数值与对应各点的最低安全温度参考值T_{X ref min}及最高安全温度参考值T_{X ref max}比较。当T_X≥T_{X ref max}或T_X<T_{X ref min}时，启动恒温控制系统，控制变频器柜内温度稳定在T_{X ref min}≤T_X<T_{X ref max}安全温度范围；中央处理单元将实时传回的湿度数值与对应各区域的最高安全湿度参考值H_{X ref max}比较，当H_X≥H_{X ref max}时，启动恒湿控制系统，控制变频器柜内湿度保持在H_{X ref max}≤H_X<H_{X ref min}安全湿度范围内。C.步骤B中的恒温控制系统，包括散热系统和加热系统两部分，散热系统主要作用是散去变频器柜内的热量，确保柜内温度不会过高；加热系统主要作用是增加变频器柜内的热量，确保柜内温度不会过低；步骤B中的恒湿控制系统，如果在有散热系统的变流柜内则包括散热系统中风扇和除湿电阻；如果在没有散热系统的控制柜或其他区域，则使用风扇和加热电阻一体的除湿系统；如果存在温度和湿度监控重合的区域，则加热系统和除湿系统可二选一。D.步骤B在执行过程中，中央处理单元仍在实时的监控各监控点和监控区域的温度和湿度，如果变频器柜内温度和湿度在设定的工作时间T_C内没有稳定在设定的参考阈内，该控制系统将会向变频器发出故障信号，控制变频器停机。智能控制：E.该控制系统能够独立控制变频器柜内的主风扇F_main，在变频器闲置时能够单独启动该风扇。F.步骤A、B、C、D的运行状态通过一个显示屏进行实时显示，便于操作人员监控；同时，可以将运行信息通过4G无线网络传输设备传至变频器生产厂家相关人员的手机上，实时监控产品运行情况，接收并执行经过校验的控制指令，以便提供及时的售后服务。G.该系统既可以在变频器运行期间根据柜内温度湿度情况提供保护，也可以在变频器停止工作期间根据柜内温度湿度情况提供保护，防止变频器闲置期间因温度湿度变化而造成损坏。图2是恒温恒湿控制逻辑框图。图3是变频器系统与4G无线网络互联框图。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但同样在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于4G无线网络传输的变频器柜恒温恒湿远程智能控制方法，具体步骤：

步骤一、通过温度传感器和湿度传感器实时测取变频器柜内各监测点和区域的温度T_X和湿度H_Y（X=1,2,3…表示各温度监测点，Y表示各湿度检测点），并通过温度信号采集板和湿度信号采集板实时传回中央处理单元；步骤一中测取的变频器柜内各监测点和区域的温度T_X和湿度H_Y通过温度信号采集板和湿度信号采集板实时传至中央处理单元，中央处理单元根据内部程序设定的安全范围和阈值对传输过来的信号进行处理和判断，并发出相应的响应措施；

步骤二、中央处理单元将实时传回的温度数值与对应各点的最低安全温度参考值T_{X_ref_min}及最高安全温度参考值T_{X_ref_max}比较；当T_X≥T_{X_ref_max}或T_X T_{X_ref_min}时，启动恒温控制系统，控制变频器柜内温度稳定在T_{X_ref_min} T_X T_{X_ref_max}安全温度范围；当T_X T_{X_ref_min}时，如果该测温点位于变流柜内，则启动恒温控制系统，通过降低主风扇F_main出风量，减少变流柜内热量散失，增加柜内温度，使柜内温度稳定在T_{X_ref_min}≤T_X T_{X_ref_max}安全温度范围内; 如果该超温点位于其他柜内，则启动恒温控制系统，通过启动该监测点附近的加热器释放热量，使柜内温度稳定在T_{X_ref_min} T_X T_{X_ref_max}安全温度范围内；

步骤二中，恒温控制系统包括散热系统和加热系统两部分，散热系统散去变频器柜内的热量，确保柜内温度不会过高；加热系统增加变频器柜内的热量，确保柜内温度不会过低；当T_X T_{X_ref_max}时，启动温度控制系统中的散热系统，此时分两种工况：

（1）变频器处于工作状态：如果是处在变流柜中温度监测点显示温度超过安全给定值，控制变频器自身散热系统中的主风扇F_main加大出风量，增加散热量，实现恒温控制；如果是处于除变流柜以外的监测点显示温度超过安全给定值，控制温度控制系统中的从风扇F_minor启动，加强该区域的空气流动，携带热量至柜体外，降低该点温度；

（2）变频器处于闲置状态：温度湿度控制系统单独控制变流柜主风扇F_main的起停，当变流柜内某温度监控点显示温度超过安全给定值时，现场或远程启动主风扇F_main，增加散热量，实现恒温控制；如果是处于除变流柜以外的监测点显示温度超过安全给定值，此时靠控制温度控制系统中的从风扇F_minor启动，加强该区域的空气流动，携带热量至柜体外，降低该点温度；

步骤二中，当T_X T_{X_ref_min}时，如果该测温点位于变流柜内，则启动恒温控制系统，通过降低主风扇F_main出风量，减少变流柜内热量散失，增加柜内温度，使柜内温度稳定在T_{X_ref_min} T_X T_{X_ref_max}安全温度范围内；如果该超温点位于其他柜内，则启动恒温控制系统，通过启动该监测点附近的加热器释放热量，使柜内温度稳定在T_{X_ref_min} T_X T_{X_ref_max}安全温度范围内；

步骤三、中央处理单元将实时传回的湿度数值与对应各区域的最高安全湿度参考值H_{X_ref_max}比较，当H_X≥H_{X_ref_max}时，启动恒湿控制系统，控制变频器柜内湿度保持在H_{X_ref_max} H_X H_{X_ref_min}安全湿度范围内；中央处理单元将实时传回的湿度数值与对应各区域的最高安全湿度参考值H_{X_ref_max}比较；当H_X≥H_{X_ref_max}时，如果超湿点位于变流柜内，则启动恒湿控制系统，通过增加主风扇F_main出风量并启动柜内加热器，增加柜内温度并加快变流柜内空气流动速度，快速把湿空气抽出柜体，使变频器柜内湿度保持在H_X≥H_{X_ref_max}安全湿度阈值以上，同时又低于最大干燥度H_{X_ref_min}；如果超湿点位于其他柜内，则同时启动加热器和风扇，通过风扇加快加热器的热量流动，达到除湿的目的，使变频器柜内湿度保持在H_X≥H_{X_ref_max}安全湿度阈值以上，且低于H_{X_ref_min}；步骤三中，中央处理单元将实时传回的湿度数值与对应各区域的最高安全湿度参考值H_{X_ref_max}比较；当H_X H_{X_ref_max}时，如果超湿点位于变流柜内，则启动恒湿控制系统，通过增加主风扇F_main出风量并启动柜内加热器，增加柜内温度并加快变流柜内空气流动速度，快速把湿空气抽出柜体，使变频器柜内湿度保持在H_X H_{X_ref_max}安全湿度阈值以上，同时又低于最大干燥度H_{X_ref_min}；如果超湿点位于其他柜内，则同时启动加热器和风扇，通过风扇加快加热器的热量流动，使变频器柜内湿度保持在H_X H_{X_ref_max}安全湿度阈值以上，且低于H_{X_ref_min}；

步骤三中的恒湿控制系统，如果在有散热系统的变流柜内则包括散热系统中风扇和除湿电阻；如果在没有散热系统的控制柜或其他区域，则使用风扇和加热电阻一体的除湿系统；如果存在温度和湿度监控重合的区域，则加热系统和除湿系统可二选一；

步骤四、中央处理单元把整个系统的运行状态传输至无线网络终端，通过4G无线网络该终端向持有该终端接收设备或装有可接收该终端接收信息的手机的现场操作人员和变频器售服人员实时发送运行数据，并接收经过校验的控制指令，达到智能控制的目的；

智能控制独立控制变频器柜内的主风扇F_main，在变频器闲置时能够单独启动该风扇；

变频器运行期间根据柜内温度湿度情况提供保护，或者变频器停止工作期间根据柜内温度湿度情况提供保护，防止变频器闲置期间因温度湿度变化而造成损坏；

步骤二和步骤三在执行过程中，中央处理单元仍在实时的监控各监控点和监控区域的温度和湿度，如果变频器柜内温度和湿度在设定的工作时间T_C内没有稳定在设定的参考阈内，该控制系统将会向变频器发出故障信号，控制变频器停机；

各步骤的运行状态通过一个显示屏进行实时显示，便于操作人员监控；同时，将运行信息通过4G无线网络传输设备传至变频器生产厂家相关人员的手机上，实时监控产品运行情况，并可以通过内部通信协议对接收的控制指令进行校验，然后执行该指令，以便提供及时的售后服务。