CN104836596B - 一种基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力载波通讯技术领域，提供了一种基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统。在基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统，采用同一电力线对多个变速电机系统进行编程、控制及检测，从而在不需要铺设通讯线路的情况下使多个变速电机系统通过同一电力线与主控设备进行通信，通信方式简单快捷、成本低、无射频辐射且便于主控设备对变速电机系统中的电机控制器进行编程、控制及监测，解决了现有技术在采用有线网络和无线网络时所存在的通信方式复杂和成本高的问题，避免了在采用无线网络时所存在的射频辐射问题和导致电机控制器的待机功耗增大的问题。

Description

一种基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统

技术领域

本发明属于电力载波通讯技术领域，尤其涉及一种基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统。

背景技术

目前，电机作为一种动力输出装置被广泛应用于各种需要动力驱动的设备中，例如变速电机(如永磁同步电机、无刷直流电机、步进电机等)由其对应的电机控制器进行转速控制以便用于需要调整运转速度的设备(如空调器)中，变速电机与电机控制器构成一个变速电机系统。一般而言，大型系统中需要采用数量较多的变速电机实现动力供给，也就相当于需要使用多个变速电机系统，所以对多个变速电机系统的运行管控就变得越来越重要。

为了对大型系统中的多个变速电机系统进行编程和调试，现有技术是通过在线或离线方式对变速电机系统中的电机控制器进行编程配置来实现的，对电机控制器进行编程配置的方式有点对点通讯线编程方式、触发式、非可见光编程方式、网络总线编程方式及无线组网编程方式等，其中，点对点通讯线编程方式、触发式及非可见光编程方式都只能实现对单一电机控制器进行编程、控制及监测；对于网络总线编程方式和无线组网编程方式，两者可以借助有线/无线网络对网络内部的电机控制器进行编程、控制及监测。

然而，除无线组网编程方式外，以上其他几种方式均需要专门铺设通讯线路，使得通信方式变得复杂且成本高，而且如果采用无线网络与电机控制器进行通信以实现对变速电机系统进行编程、控制及监测，则需要增设专用的射频装置，进而带来额外的射频辐射问题，且还需保证电机所在位置的信号强度，从而使电机控制器的待机功耗增大。

综上所述，在对变速电机系统进行编程、控制及监测的过程中，现有技术在采用有线网络和无线网络时均存在通信方式复杂和成本高的问题，且在采用无线网络时还存在射频辐射问题和导致电机控制器的待机功耗增大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统，旨在解决在对变速电机系统进行编程、控制及监测的过程中，现有技术在采用有线网络和无线网络时所存在的通信方式复杂和成本高的问题，且在采用无线网络时所存在的射频辐射问题和导致电机控制器的待机功耗增大的问题。

本发明是这样实现的，一种基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统，其包括变压器、电力载波收发器、主控设备以及多个变速电机系统，所述变速电机系统包括相互连接的变速电机和电机控制器；

多个变速电机系统通过同一电力线连接所述变压器和所述电力载波收发器，所述电力载波收发器还与所述主控设备连接；

多个变速电机系统中的电机控制器通过所述电力载波收发器与所述主控设备进行数据通信；所述主控设备通过所述电力载波收发器向多个变速电机系统发送编程控制指令或监控指令，每个所述变速电机系统中的电机控制器根据与其对应的编程控制指令进行编程，或者每个所述变速电机系统中的电机控制器根据与其对应的监控指令通过所述电力线反馈变速电机系统的工作状态信息至所述电力载波收发器，所述电力载波收发器将所述工作状态信息回传至所述主控设备。

本发明通过采用上述基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统，可采用同一电力线对多个变速电机系统进行编程、控制及检测，从而在不需要铺设通讯线路的情况下使多个变速电机系统通过同一电力线与主控设备进行通信，通信方式简单快捷、成本低、无射频辐射且便于主控设备对变速电机系统中的电机控制器进行编程、控制及监测，解决了现有技术在采用有线网络和无线网络时所存在的通信方式复杂和成本高的问题，且在采用无线网络时所存在的射频辐射问题和导致电机控制器的待机功耗增大的问题。

本发明还提供了另一种基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统，其包括多个电机组网子系统、通讯适配器及主控设备；

每个电机组网子系统包括变压器、电力载波收发器及多个变速电机系统，所述变速电机系统包括相互连接的变速电机和电机控制器；多个变速电机系统通过同一电力线连接所述变压器和所述电力载波收发器；

每个电机组网子系统中的电力载波收发器通过所述通讯适配器与所述主控设备连接；

在每个电机组网子系统中，多个变速电机系统中的电机控制器通过所述电力载波收发器和所述通讯适配器与所述主控设备进行数据通信；所述主控设备通过所述通讯适配器向每个电机组网子系统中的电力载波收发器发送编程控制指令或监控指令，所述电力载波收发器将接收到的编程控制指令或监控指令转发至每个所述变速电机系统，每个所述变速电机系统中的电机控制器根据与其对应的编程控制指令进行编程，或者每个所述变速电机系统中的电机控制器根据与其对应的监控指令通过所述电力线反馈变速电机系统的工作状态信息至所述电力载波收发器，所述电力载波收发器通过所述通讯适配器将所述工作状态信息回传至所述主控设备。

本发明通过采用上述基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统，将采用相同或不同变压器的多个电机组网子系统进行组网，主控设备可对每个电机组网子系统中共用同一电力线的多个变速电机系统进行编程、控制及检测，从而在不需要铺设通讯线路的情况下使多个变速电机系统共用同一电力线通过电力载波收发器和通讯适配器与主控设备进行通信，通信方式简单快捷、成本低、无射频辐射且便于主控设备对变速电机系统中的电机控制器进行编程、控制及监测，解决了现有技术在采用有线网络和无线网络时所存在的通信方式复杂和成本高的问题，避免了在采用无线网络时所存在的射频辐射问题和导致电机控制器的待机功耗增大的问题。

附图说明

图1是本发明实施例一所提供的基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统的结构图；

图2是本发明实施例二所提供的基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明实施例所提供的基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统进行详细说明：

实施例一：

图1示出了本实施例提供的基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

变速电机组网系统包括变压器1、电力载波收发器2、主控设备3以及多个变速电机系统4，变速电机系统4包括相互连接的变速电机41和电机控制器42，电机控制器42采用电力载波通讯技术。

多个变速电机系统4通过同一电力线连接变压器1和电力载波收发器2，电力载波收发器2还与主控设备3连接。

多个变速电机系统4中的电机控制器42通过电力载波收发器2与主控设备3进行数据通信；主控设备3通过电力载波收发器2向多个变速电机系统4发送编程控制指令或监控指令，每个变速电机系统4中的电机控制器42根据与其对应的编程控制指令进行编程，或者每个变速电机系统4中的电机控制器42根据与其对应的监控指令通过电力线反馈变速电机系统4的工作状态信息至电力载波收发器2，电力载波收发器2将该工作状态信息回传至主控设备3。

具体的，每个变速电机系统4中的电机控制器42根据与其对应的编程控制指令进行编程的过程具体是：

每个变速电机系统4中的电机控制器42根据其自身的编码从电力线上获取与其对应的编程控制指令，并进行编程。

每个变速电机系统4中的电机控制器42根据与其对应的监控指令通过电力线反馈变速电机系统4的工作状态信息至电力载波收发器2的过程具体是：

每个变速电机系统4中的电机控制器42根据其自身的编码从电力线接收与其对应的监控指令，并通过电力线反馈变速电机系统4的工作状态信息至电力载波收发器2。

其中，变速电机系统4的工作状态信息具体包括变速电机的转速、电流及电压等数据。主控设备30具体可以是具有电力载波接口电路的主控制器或者具有电力载波收发模块的电脑。

在本实施例中，通过上述基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统，可采用同一电力线对多个变速电机系统4进行编程、控制及检测，从而在不需要铺设通讯线路的情况下使多个变速电机系统4通过同一电力线与主控设备3进行通信，通信方式简单快捷、成本低、无射频辐射且便于主控设备3对变速电机系统4中的电机控制器42进行编程、控制及监测。

实施例二：

由于不同电力线之间的电力载波通讯存在较大的信号衰减，变压器对于电力载波存在隔离作用，为了利用电力载波通讯技术与连接在不同电力线上的电机进行通信以实现对电机控制器的编程、控制及监测，本实施例还提供了另一种基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统，如图2所示，其包括多个电机组网子系统10、通讯适配器20及主控设备30。

每个电机组网子系统10包括变压器11、电力载波收发器12及多个变速电机系统13，变速电机系统13包括相互连接的变速电机131和电机控制器132，电机控制器132采用电力载波通讯技术；多个变速电机系统13通过同一电力线连接变压器11和电力载波收发器12。

每个电机组网子系统10中的电力载波收发器12通过通讯适配器20与主控设备30连接。

在每个电机组网子系统10中，多个变速电机系统13中的电机控制器132通过电力载波收发器12和通讯适配器20与主控设备30进行数据通信；主控设备30通过通讯适配器20向每个电机组网子系统10中的电力载波收发器12发送编程控制指令或监控指令，电力载波收发器12将接收到的编程控制指令或监控指令转发至每个变速电机系统13，每个变速电机系统13中的电机控制器132根据与其对应的编程控制指令进行编程，或者每个变速电机系统13中的电机控制器132根据与其对应的监控指令通过电力线反馈变速电机系统13的工作状态信息至电力载波收发器12，电力载波收发器12通过通讯适配器将该工作状态信息回传至主控设备30。

其中，每个电机组网子系统10中共用同一电力线的变压器11、电力载波收发器12及多个变速电机系统13先行组网构成内网，在内网中，电力载波收发器12作为上位机，多个变速电机系统13作为下位机，上位机与下位机之间通过电力线进行通信；每个电机组网子系统10中的电力载波收发器12均通过通讯适配器20与主控设备30建立通信连接，从而形成了外网，在外网中，主控设备30作为主机，每个电机组网子系统10中的电力载波收发器12作为从机，主机发送编程控制指令或监控指令，从机则接收与其对应的编程控制指令或监控指令，并转发至变速电机系统13，变速电机系统13根据编程控制指令进行编程或者根据监控指令反馈工作状态信息至从机，从机再将工作状态信息通过通讯适配器20反馈至主控设备30。

具体的，每个电机组网子系统10中的电力载波收发器12可通过无线网络、电话网络、以太网、串行通讯总线(如RS485通讯总线或RS232通讯总线)或者其他有线网络共同连接通讯适配器20，则每个电机组网子系统10中的电力载波收发器12可通过有线网络接收来自主控设备30的指令信息，并通过电力线转发给电机组网子系统10中相应的变速电机系统13，同时也可以将电机组网子系统10中的变速电机系统13的工作状态信息通过有线网络回传给主控设备30，便于主控设备30对各个电机组网子系统10中的变速电机系统13进行监控。主控设备30可以是具有电力载波接口电路的主控制器或者具有电力载波收发模块的电脑。

此外，每个变速电机系统13中的电机控制器132根据与其对应的编程控制指令进行编程的过程具体是：

每个变速电机系统13中的电机控制器132根据其自身的编码从电力线上获取与其对应的编程控制指令，并进行编程。

每个变速电机系统13中的电机控制器132根据与其对应的监控指令通过电力线反馈变速电机系统13的工作状态信息至电力载波收发器12的过程具体是：

每个变速电机系统13中的电机控制器132根据其自身的编码从电力线接收与其对应的监控指令，并通过电力线反馈变速电机系统13的工作状态信息至电力载波收发器12。

对于上述电机组网系统，其适用于每个电机组网子系统10中的变压器11是相同的变压器或不同的变压器的情况，既可保证处于相同变压器网络中不同相之间的电力线上的变速电机系统通过电力载波收发器12和通讯适配器20与主控设备30进行通信，也可保证处于不同变压器网络中的电力线上的变速电机系统通过电力载波收发器12和通讯适配器20与主控设备30进行通信，均可便利地使变速电机系统13与主控设备30之间实现有线/离线的通信，实现了对每个电机组网子系统10中的多个变速电机系统13进行编程和监控，由于每个电机组网子系统10中的多个变速电机系统13采用电力载波通讯技术通过同一电力线与电力载波收发器12进行通信，不再需要铺设通讯线路，且在上述的变速电机组网系统中，采用有限长度的有线网络或有限面积的无线通信网络使主控设备30能够通过电机组网子系统10中的电力载波收发器12利用同一电力线与多个变速电机系统13进行通信，从而对各个电机组网子系统10中的多个变速电机系统13实现编程、控制及监测，能够有效地降低通信线路成本。

综上所述，本实施例通过采用上述基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统，将采用相同或不同变压器的多个电机组网子系统进行组网，主控设备30可对每个电机组网子系统10中共用同一电力线的多个变速电机系统13进行编程、控制及检测，从而在不需要铺设通讯线路的情况下使多个变速电机系统13共用同一电力线通过电力载波收发器12和通讯适配器20与主控设备30进行通信，通信方式简单快捷、成本低、无射频辐射且便于主控设备30对变速电机系统13中的电机控制器进行编程、控制及监测，解决了现有技术在采用有线网络和无线网络时所存在的通信方式复杂和成本高的问题，避免了在采用无线网络时所存在的射频辐射问题和导致电机控制器的待机功耗增大的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统，其特征在于，所述变速电机组网系统包括变压器、电力载波收发器、主控设备以及多个变速电机系统，所述变速电机系统包括相互连接的变速电机和电机控制器；

多个变速电机系统通过同一电力线连接所述变压器和所述电力载波收发器，所述电力载波收发器还与所述主控设备连接；

多个变速电机系统中的电机控制器通过所述电力载波收发器与所述主控设备进行数据通信；所述主控设备通过所述电力载波收发器向多个变速电机系统发送编程控制指令或监控指令，每个所述变速电机系统中的电机控制器根据与其对应的编程控制指令进行编程，或者每个所述变速电机系统中的电机控制器根据与其对应的监控指令通过所述电力线反馈变速电机系统的工作状态信息至所述电力载波收发器，所述电力载波收发器将所述工作状态信息回传至所述主控设备。

2.如权利要求1所述的变速电机组网系统，其特征在于，每个所述变速电机系统中的电机控制器根据与其对应的编程控制指令进行编程的过程具体是：

每个所述变速电机系统中的电机控制器根据其自身的编码从所述电力线上获取与其对应的编程控制指令，并进行编程。

3.如权利要求1所述的变速电机组网系统，其特征在于，每个所述变速电机系统中的电机控制器根据与其对应的监控指令通过所述电力线反馈变速电机系统的工作状态信息至所述电力载波收发器的过程具体是：

每个所述变速电机系统中的电机控制器根据其自身的编码从所述电力线接收与其对应的监控指令，并通过所述电力线反馈所述变速电机系统的工作状态信息至所述电力载波收发器。

4.如权利要求1所述的变速电机组网系统，其特征在于，所述主控设备是具有电力载波接口电路的主控制器或者具有电力载波收发模块的电脑。

5.一种基于电力载波通讯技术的变速电机组网系统，其特征在于，所述变速电机组网系统包括多个电机组网子系统、通讯适配器及主控设备；

每个电机组网子系统包括变压器、电力载波收发器及多个变速电机系统，所述变速电机系统包括相互连接的变速电机和电机控制器；多个变速电机系统通过同一电力线连接所述变压器和所述电力载波收发器；

每个电机组网子系统中的电力载波收发器通过所述通讯适配器与所述主控设备连接；

在每个电机组网子系统中，多个变速电机系统中的电机控制器通过所述电力载波收发器和所述通讯适配器与所述主控设备进行数据通信；所述主控设备通过所述通讯适配器向每个电机组网子系统中的电力载波收发器发送编程控制指令或监控指令，所述电力载波收发器将接收到的编程控制指令或监控指令转发至每个所述变速电机系统，每个所述变速电机系统中的电机控制器根据与其对应的编程控制指令进行编程，或者每个所述变速电机系统中的电机控制器根据与其对应的监控指令通过所述电力线反馈变速电机系统的工作状态信息至所述电力载波收发器，所述电力载波收发器通过所述通讯适配器将所述工作状态信息回传至所述主控设备。

6.如权利要求5所述的变速电机组网系统，其特征在于，每个电机组网子系统中的变压器为相同的变压器或不同的变压器。

7.如权利要求5所述的变速电机组网系统，其特征在于，每个电机组网子系统中的电力载波收发器通过无线网络、电话网络、以太网或者串行通讯总线共同连接所述通讯适配器。

8.如权利要求5至7任一项所述的变速电机组网系统，其特征在于，每个所述变速电机系统中的电机控制器根据与其对应的编程控制指令进行编程的过程具体是：

每个所述变速电机系统中的电机控制器根据其自身的编码从所述电力线上获取与其对应的编程控制指令，并进行编程。

9.如权利要求5至7任一项所述的变速电机组网系统，其特征在于，每个所述变速电机系统中的电机控制器根据与其对应的监控指令通过所述电力线反馈变速电机系统的工作状态信息至所述电力载波收发器的过程具体是：

每个所述变速电机系统中的电机控制器根据其自身的编码从所述电力线接收与其对应的监控指令，并通过所述电力线反馈所述变速电机系统的工作状态信息至所述电力载波收发器。

10.如权利要求5所述的变速电机组网系统，其特征在于，所述主控设备是具有电力载波接口电路的主控制器或者具有电力载波收发模块的电脑。