CN104932329A - 变频器控制方法及系统、变频器 - Google Patents

Abstract

一种变频器控制系统，其包括变频器1、变频器2、变频器3、……、变频器N依次检测本机地址前的主变频器状况，若主变频器出现故障导致没有通讯指令帧，则各变频器按照变频器1、变频器2、变频器3、……、变频器N这个优先顺序来自动切换为主站。因而一旦主站损坏或掉电，也不会造成从站无法正常切换到主站的问题，总线上的变频器还可以继续通讯。还公开了一种变频器控制系统、变频器控制方法，以及相关变频器。

Description

变频器控制方法及系统、变频器

技术领域

本发明涉及变频器领域，特别涉及一种变频器控制方法及系统、变频器。

背景技术

在目前的变频器主从控制系统中，变频器一般都是作为通讯从站使用，而应用可编程逻辑控制器(PLC，Programmable Logic Controller)或工控机作为主站。少部分变频器即使可以作为主站进行通讯，但主站从站切换方案是完全依靠主站报警再由从站识别的方案。在传统的主站从站切换方案中，均存在一旦主站损坏或掉电则会造成从站无法正常切换到主站的问题，从而造成总线上所有变频器停止通讯。

发明内容

基于此，有必要提供一种当主站出现故障时从站可以自动切换为主站的变频器控制方法，以及提供一种变频器控制系统和变频器。

一种变频器控制方法，所述方法包括：

判断本机当前工作模式；

当本机处于主机模式时，判断在预置时间间隔内是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧，若否，则向总线广播发布清零广播帧，用以使网络中其他变频器上针对预设时间的计时清零；

当本机处于从机模式时，判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧，该命令帧至少包括通讯指令帧和清零广播帧中的任意一种；

若是，则使本机针对预设时间的计时清零后重新开始计时；

若否，则将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式，并向总线发送携带主从切换标志及源地址为本机地址顺序码的通讯指令帧；

其中，所述预设时间为所述预置时间间隔的倍数，且所述倍数与本机和所述处于主机模式的变频器之间的网络地址间隔相关。

在本发明的其中一个实施例中，所述判断在预置时间间隔内是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧的步骤包括：

判断总线上是否有命令帧，若是，则接收来自总线的命令帧；若否，则判断计时是否达到所述预置时间间隔，若计时达到所述预置时间间隔则向总线广播发布所述清零广播帧；

分析所述来自总线的命令帧，判断所述命令帧是否包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码；若是，则将当前主机模式切换为从机模式，并启动本机针对预设时间的计时。

在本发明的其中一个实施例中，所述判断在预置时间间隔内是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧的步骤还包括

当所述判断所述命令帧是否包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码的结果为否时，判断是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧；

若是，则向总线上发送该通讯指令帧，并使本机针对预置时间间隔的计时清零后重新开始计时；

若否，则返回所述判断计时是否达到所述预置时间间隔的步骤。

在本发明的其中一个实施例中，所述判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧的步骤中包括：

当接收到的命令帧包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码时，则提取所述命令帧中的源地址获得第一地址码，根据本机的地址顺序码与所述第一地址码之差，获得所述网络地址间隔，依据所述网络地址间隔更新本机对应设置的所述倍数。

在本发明的其中一个实施例中，所述判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧的步骤中包括：

判断总线上是否有命令帧，若是，则使本机针对预设时间的计时清零后重新开始计时，并接收所述命令帧；若否，则判断计时是否到达预设时间，当计时到达预设时间时，则将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式；

分析接收的所述命令帧，判断所述命令帧是否包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码；

若是，则提取所述命令帧中的源地址获得第一地址码，根据本机的地址顺序码与所述第一地址码之差，获得所述网络地址间隔，依据所述网络地址间隔更新本机对应设置的所述倍数。

在本发明的其中一个实施例中，所述判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧的步骤中还包括：

当判断所述命令帧是否为包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码的通讯指令帧的结果为否时，判断所述命令帧中携带的地址顺序码是否为本机地址顺序码，

若是，则分析命令帧，执行命令帧；

若否，则判断该命令帧是否为所述清零广播帧，若是，则提取所述清零广播帧中携带的源地址，判断该源地址是否大于本机地址顺序码，若是，则将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式。

一种变频器，其中，所述变频器配置有主机模式和从机模式两种工作模式，且所述变频器上设置有定时器和控制模块；所述控制模块与所述定时器连接；

所述控制模块用于判断本机当前工作模式，在配置为主机模式时启动所述定时器对预置时间间隔进行计时，并判断在预置时间间隔内是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧，当在预置时间间隔内不存在即将向总线上发送的通讯指令帧时向总线广播发布清零广播帧，用以使网络中其他变频器上针对预设时间的定时器清零；

在配置为从机模式时启动所述定时器对预设时间进行计时，并判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧，该命令帧至少包括通讯指令帧和清零广播帧中的任意一种；当在预设时间内接收到命令帧时使本机针对预设时间的计时清零后重新开始计时；当在预设时间内未接收到命令帧时，将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式，并向总线发送携带主从切换标志及源地址为本机地址顺序码的通讯指令帧；其中，所述预设时间为所述预置时间间隔的倍数，且所述倍数与本机和所述处于主机模式的变频器之间的网络地址间隔相关。

在本发明的其中一个实施例中，所述控制模块还用于在接收到包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码的命令帧时，提取所述命令帧中的源地址获得第一地址码，根据本机的地址顺序码与所述第一地址码之差，获得所述网络地址间隔，依据所述网络地址间隔更新本机对应设置的所述倍数。

一种变频器控制系统，其包括：

模式监控模块，用于判断本机当前工作模式；

主机模块，用于当本机处于主机模式时，判断在预置时间间隔内是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧，若否，则向总线广播发布清零广播帧，用以使网络中其他变频器上针对预设时间的计时清零；

从机模块，用于当本机处于从机模式时，判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧，该命令帧至少包括通讯指令帧和清零广播帧中的任意一种；若是，则使本机针对预设时间的计时清零后重新开始计时；若否，则将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式，并向总线发送携带主从切换标志及源地址为本机地址顺序码的通讯指令帧；其中，所述预设时间为所述预置时间间隔的倍数，且所述倍数与本机和所述处于主机模式的变频器之间的网络地址间隔相关。

一种变频器总线控制系统，其包含：多个上述的变频器，多个变频器之间通过总线连接，所述多个变频器顺次配置有地址顺序码。

上述变频器控制方法和变频器控制系统，当无命令并且不需要读取状态时，主变频器每隔预置时间间隔发送清零定时器广播帧给各变频器；当检测到总线上有命令帧时，各变频器清零定时器并重新计时；还可以按照变频器接入总线的位置顺序来设置从变频器自主切换为主变频器的优先级顺序。因而一旦主站损坏或掉电，也不会造成从站无法正常切换到主站的问题，总线上的变频器还可以继续通讯。

附图说明

图1为本发明其中一个实施例的变频器控制系统图；

图2为本发明其中一个实施例的各变频器预设时间示意图；

图3为本发明其中一个实施例的变频器控制方法流程示意图；

图4为本发明其中一个实施例的变频器控制方法流程示意图；

图5为本发明其中一个实施例的变频器控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明基于总线架构的多变频器系统进行了改进，该变频器控制系统包括：主变频器、变频器1、变频器2、变频器3、……、变频器N，变频器1、变频器2、变频器3、……、变频器N为从变频器，主变频器和各从变频器之间通过有线网络或无线网络通信连接，例如主变频器和各变频器之间可以通过485总线连接。这些多个变频器顺次配置有地址顺序码。本文提到的地址顺序码是指为总线上接入变频器的相应位置处顺次配置的地址序列码，相应位置处对应的地址顺序码即指接入该位置处的变频器的地址顺序码。例如，处于主机模式的变频器(以下简称主变频器)接入总线上的地址顺序码为X，处于从机模式的变频器(以下简称从变频器)1接入总线上的地址顺序码为X+1，从变频器2接入总线上的地址顺序码为X+2，从变频器3接入总线上的地址顺序码为X+3，……，从变频器N接入总线上的地址顺序码为X+N。可见，地址顺序码在多个变频器首次顺序接入网络中即被配置为固定的地址序列码，而若有一个变频器损坏，则替换后的变频器接入总线的当前位置时被配置为一个相同的地址顺序码，也就是说，该总线上相应位置处配置的地址顺序码可以始终不变。

为了避免现有的主站从站切换方案中，当存在一旦主站损坏或掉电则会造成从站无法正常切换到主站，使总线上所有变频器停止通讯的问题，在本发明的其中一个实施例中，提供了一种变频器控制方法，使用本实施例方法的变频器本身具有主从两种工作模式，即主机模式和从机模式，并可根据网络故障情况自行在主从两种模式之间自动切换。如图3所示，本实施例中单个变频器的控制方法包括以下步骤。

在步骤100中，判断本机当前工作模式。在本发明的其中一个实施例中，可以通过在设备配置表中设置功能代码标识，来判断本机当前工作模式，例如，当变频器被配置为主机模式时，功能代码标识为1，反之，当变频器被配置为从机模式时功能代码标识为0。每当变频器自动切换工作模式后，则立即更新本机配置表中的功能代码标识。

在步骤200中，当本机处于主机模式时，判断在预置时间间隔内是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧，若否，则向总线广播发布清零广播帧，用以使网络中其他变频器上针对预设时间的计时清零；若是，则向总线上发送相应的通讯指令帧。当本机处于主机模式时，向总线发布通讯指令帧或清零广播帧之后，对预置时间间隔的计时清零，并重新开始计时，用以在下一次的判断计时。

本实施例中的通讯指令帧包括：根据网络中其他变频器反馈的通讯指令而做出的应答消息帧、网络中处于主机模式的变频器作为网络中的主变频器而需要发送的针对从变频器(即网络中处于从机模式的变频器)的读或写指令帧、网络中变频器切换为主机模式后发送的携带主从切换标志及本机地址顺序码的通讯指令帧等中的任意一种类型的通讯指令帧。当然，这里的通讯指令帧还包括：转发上位机发送的通讯指令、或者发送到网络中其他变频器上的读写指令帧等等各种指令帧，在此不一一列举。也就是说，通讯指令帧是指作为网络中的主变频器与网络中的某个或某几个从变频器进行通讯的指令帧。

网络中处于主机模式的变频器(即网络中的主变频器)在没有需要发送的通讯指令帧时，可以通过发送清零广播帧来告知网络中的其他变频器网络中的主变频器工作正常。该清零广播帧用以使网络中其他变频器上针对预设时间的计时清零。而清零广播帧可以包含：用于发送清零广播帧的变频器的本机地址顺序码；例如，网络中的第n个变频器被设置为主机模式时，则清零广播帧包含第n个变频器的地址顺序码。清零广播帧还包含：表征第n个变频器的工作模式状态的主从机标志、CRC校验、功能代码、寄存器地址、寄存器内容等等。广播帧的含义即指主变频器发送给网络中所有从变频器均可获知的指令帧。又例如，清零广播帧地址为0，功能代码为清零定时器功能码，寄存器地址为主变频器的地址，寄存器内容为空。清零定时器广播帧不需要变频器(从站)应答。

在本文中上述通讯指令帧和上述清零广播帧统称为命令帧，而该命令帧中通常需要包含源地址(即发送命令帧的变频器所在的地址顺序码)、目标地址(即通讯对象所在的地址顺序码)以及命令信息等等。

此外，如图4所示，上述步骤200中，判断在预置时间间隔内是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧的步骤还包括以下步骤：

步骤210，判断总线上是否有命令帧，若是，则执行步骤220，若否，则执行步骤230。该命令帧至少包括上述通讯指令帧和处于主机模式时的变频器发送的清零广播帧中的任意一种。

步骤220，接收来自总线的命令帧，这里的可能是上述通讯指令帧或清零广播帧；

步骤230，判断计时是否达到预置时间间隔，若计时达到预置时间间隔，则向总线广播发布清零广播帧，用以使网络中其他变频器上针对预设时间的计时清零；反之，则结束本次判断，返回步骤100进行下一次的循环判断。

步骤240，分析来自总线的命令帧，判断所述命令帧是否包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码；若是则执行步骤250，反之，则执行步骤260，

步骤250，当命令帧包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码，则表示该网络中有其他变频器切换为主机模式，作为网络中的主变频器，并发出携带主从切换标志及源地址为本机地址顺序码的通讯指令帧，以告知网络中的其他变频器。此时，本机将当前主机模式切换为从机模式，启动本机针对预设时间的计时，用以准备下一次循环执行步骤100的判断。这时结束本次判断，返回步骤100进行下一次的循环判断。

步骤260，若判断所述命令帧是否包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码的结果为否，则表示该命令帧不是其他变频器发出的携带主从切换标志及源地址为本机地址顺序码的用以表征主变频器变更的通讯指令帧，那么维持当前主机模式，或还可根据命令帧的具体情况，继续判断是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧，对该命令帧作出反应。另外，还可以对预置时间间隔的计时清零后重新开始计时。

上述步骤240中，当变频器将当前模式切换为主机模式时，则会向总线上发送携带主从切换标志及源地址为本机地址顺序码的通讯指令帧，用以告知网络中的其他变频器网络中已存在主变频器。

如图4所示，在本发明的其中一个实施例中，上述步骤260中，还包括以下步骤：

当上述步骤240中判断上述命令帧是否包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码的结果为否时，则执行步骤270：判断是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧；

若是，则向总线上发送该通讯指令帧，并使本机针对预置时间间隔的计时清零后重新开始计时；若否，则返回所述上述步骤230中判断计时是否达到所述预置时间间隔的步骤。在完成步骤270之后结束本次判断，返回步骤100进行下一次的循环判断。

上述提到的即将向总线上发送的通讯指令帧包括：根据网络中其他变频器反馈的通讯指令而做出的应答消息帧或网络中处于主机模式的变频器作为网络中的主变频器而需要发送的针对从变频器(即网络中处于从机模式的变频器)的读或写指令帧等等。例如，上述步骤270可以是：判断是否存在需要发送给网络中其他变频器的读或写指令帧，若是则向总线上发送该通讯指令帧，并使本机针对预置时间间隔的计时清零后重新开始计时；若否，则返回所述上述步骤230。

在步骤300中，当本机处于从机模式时，判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧，该命令帧至少包括通讯指令帧和清零广播帧中的任意一种；若是，则使本机针对预设时间的计时清零后重新开始计时；若否，则将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式，并向总线发送携带主从切换标志及源地址为本机地址顺序码的通讯指令帧；其中，上述预设时间为上述预置时间间隔的倍数，且该倍数与本机和网络中处于主机模式的变频器之间的网络地址间隔相关，即该倍数与本机和主变频器之间的网络地址间隔相关。

在本实施例中，当本机处于从机模式时，无论接收到的命令帧是通讯指令帧，或者是清零广播帧，则表示网络中的主变频器正常工作，所以，本机可以根据接收到的命令帧执行相关操作，并使本机针对预设时间的计时清零后重新开始计时，用以进行下一次执行步骤100时进行预设时间的计时监控。反之，当本机处于从机模式时，未接收到上述命令帧时，则表示网络中的主变频器未正常工作，需要有变频器能够自动切换为网络中的主变频器，于是，本机需要切换为主机模式作为网络中的主变频器，并向总线发送携带主从切换标志及本机地址顺序码的通讯指令帧。为了能使网络中最接近原主变频器的从变频器自动切换为主变频器，则通过将预设时间与网络地址间隔进行关联，从而保证靠近主变频器的从变频器能及早的反映到其出现了故障而做出主动切换的反应。

本实施例提到的预设时间为上述预置时间间隔的倍数，该倍数与网络中各个变频器一一对应设置，每个变频器对应设置的预设时间均不相同，该倍数为与网络地址间隔相关的正整数，该网络地址间隔是指本机和网络中处于主机模式的变频器之间的网络地址间隔，即与网络中一从变频器和主变频器之间的网络地址间隔相关的正整数为该从变频器对应设置的预设时间中的倍数。

假设，主变频器、从变频器1、从变频器2、从变频器3、……、从变频器N中定时器分别对应预设时间为T0、T1、T2、T3、……、TN。网络中每个变频器对应设置一个预设时间，每个变频器的预设时间不相同，与自身的地址顺序码有关。比如，预设时间中的倍数为从变频器与主变频器之间的网络地址间隔的整数倍。在本发明的其中一个实施例中，预设时间Tn(n＝[0，N])＝预置常数K1×(从变频器与主变频器之间的网络地址间隔)×预置时间间隔T。预置常数K1为正整数，可以为偶数，例如K1＝2，这里的网络地址间隔可以是当前从变频器的地址顺序码与网络中主变频器的地址顺序码之差或该差与一常数之和。即，当主变频器的地址顺序码为X，从变频器N的地址顺序码为X+N。则从变频器N对应的预设时间中的倍数可以是N，也可以是N与常值K2之和，此常值K2可以是大于等于零的正整数。优选，K2＝1。采用本实施中有关预设时间的设置方式，可以保证每次主变频器出现问题后，将会是与主变频器相邻的第一顺序位置上的从变频器首先切换为主变频器，方便了主机的维护和维修，减少查看损坏主变频器的维修时间。

此外，这里的预设时间会根据网络中主变频器的切换而进行计时更新，且采用双常数的设置方式可以方便总线架构调整时更加灵活可靠，精确把控各个变频器之间的预设时间的调整。在本发明的其中一个实施例中，网络中的各个变频器所对应设置的预设时间按照接入总线的先后顺序依次变长。

基于上述有关预设时间的设计，如图4所示，上述步骤300中，判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧的步骤中包括以下步骤：

步骤310，判断总线上是否有命令帧，若是，则执行步骤330，若否则执行步骤320。

步骤320，判断计时是否到达预设时间，若是，则将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式，并向总线发送携带主从切换标志及源地址为本机地址顺序码的通讯指令帧，之后结束本次判断，返回步骤100进行下一次的循环判断。若否，则结束本次判断，返回步骤100进行下一次的循环判断。

步骤330，使本机针对预设时间的计时清零后重新开始计时。

步骤340，接收上述命令帧，分析上述命令帧。

步骤350，判断上述命令帧是否包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码；若是，则执行步骤360，若否，则执行步骤370。

步骤360，提取上述命令帧中的源地址获得第一地址码，根据本机的地址顺序码与上述第一地址码之差，获得上述网络地址间隔，依据上述网络地址间隔更新本机对应设置的上述倍数。在执行步骤360时可以根据新的主变频器发送的通讯指令帧来更新预设时间，从而保证每次进行主从切换时，都是靠近主变频器的从变频器最先发现主变频器发生故障，从而启动主从切换功能。执行完步骤360后，结束本次判断，返回步骤100进行下一次的循环判断。

步骤370，当判断上述命令帧是否包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码的结果为否时，判断上述命令帧中携带的目标地址是否为本机地址顺序码，若是，则分析命令帧，执行命令帧，例如根据命令帧中的读或写指令帧回复应答消息帧；若否，则执行步骤380。执行完步骤370后，结束本次判断，返回步骤100进行下一次的循环判断。

步骤380，判断该命令帧是否为上述清零广播帧，若是，则执行步骤390，若否，则结束本次判断，返回步骤100进行下一次的循环判断。

步骤390，提取上述清零广播帧中携带的源地址，判断该源地址是否大于本机地址顺序码，若是，则将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式，并向总线发送携带主从切换标志及源地址为本机地址顺序码的通讯指令帧。若否，结束本次判断，返回步骤100进行下一次的循环判断。

因此，为了保证每次进行主从切换时，都是靠近主变频器的从变频器最先发现主变频器发生故障，从而启动主从切换功能，则在上述步骤300中可以包括：

当接收到的命令帧包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码时，则提取上述命令帧中的源地址获得第一地址码，根据本机的地址顺序码与上述第一地址码之差，获得上述网络地址间隔，依据上述网络地址间隔更新本机对应设置的上述倍数；其中，上述命令帧中携带有发送该命令帧的变频器的地址顺序码作为源地址。

而这里的命令帧可以是上述通讯指令帧，也可以是清零广播帧。无论是哪一种命令帧，都需要在发送时携带本机地址顺序码。例如，在本发明的其中一个实施例中，根据接收到的命令帧执行相应操作的过程中包括：

处于从机模式的变频器在接收到上述清零广播帧时，提取清零广播帧中的源地址，获得第一地址码；

根据本机(即当前接收到上述清零广播帧的变频器)的地址顺序码与上述第一地址码之差，获得网络地址间隔；

依据上述网络地址间隔更新本机对应设置的上述倍数；

依据上述计算获得的倍数，计算新的预设时间，更新本机的缓存数据，从而在清零后重新计时时按照新的预设时间进行计时。

基于此，在本发明的另一个实施例中，更新本机对应设置的上述倍数时，采用以下过程：

对于接收到上述清零广播帧的处于从机模式的变频器，首先判断本机的地址顺序码与上述第一地址码的大小，然后，

当本机的地址顺序码大于上述第一地址码时，将本机的地址顺序码减去上述第一地址码获得差值，该差值与上述常值K2的和乘以预置常数K1的积，作为上述倍数；

当本机的地址顺序码小于上述第一地址码时，将上述第一地址码减去本机的地址顺序码获得差值，该差值与上述常值K2的和乘以预置常数K1的积，作为上述倍数；

根据上述计算获得的倍数，计算新的预设时间，更新本机的缓存数据，在本机下一次进行上述实时判断在预设时间内是否接收到来自网络的命令帧时按照新的预设时间执行实时判断。当然上述倍数的计算方式不限于上述这一种方式，还可以参照前文提到的有关倍数的其他计算方式。

图3和图4中均只给出了一次判断的过程，在实际过程中需要重复至步骤100进行多次循环判断。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品承载在一个非易失性计算机可读存储载体(如ROM、磁碟、光盘，服务器存储空间)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的系统结构和方法。

基于上述各个实施例的控制方法，如图5所示，在本发明的其中一个实施例中，提供了一种可自主实现主从模式切换的变频器，该变频器配置有主机模式和从机模式两种工作模式，且上述变频器上设置有定时器510和控制模块520；上述控制模块520与上述定时器510连接。控制模块可以是一个CPU或者两个CPU等等，定时器可以通过软件实现，也可以通过硬件定时器实现。

上述控制模块520用于判断本机当前工作模式，在配置为主机模式时启动上述定时器对预置时间间隔进行计时，并判断在预置时间间隔内是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧，当在预置时间间隔内不存在即将向总线上发送的通讯指令帧时向总线广播发布清零广播帧，用以使网络中其他变频器上针对预设时间的定时器清零；

在配置为从机模式时启动上述定时器对预设时间进行计时，并判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧，该命令帧至少包括通讯指令帧和清零广播帧中的任意一种；当在预设时间内接收到命令帧时使本机针对预设时间的计时清零后重新开始计时；当在预设时间内未接收到命令帧时，将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式，并向总线发送携带主从切换标志及源地址为本机地址顺序码的通讯指令帧；其中，上述预设时间为上述预置时间间隔的倍数，且上述倍数与本机和上述处于主机模式的变频器之间的网络地址间隔相关。

上述控制模块用于执行上述方法中的步骤100至步骤300的过程，而定时器主要用于对预置时间间隔或预设时间进行计时。此外，每个变频器中的定时器可以是一个，也可以是多个。例如，当每个变频器中只有一个定时器时，变频器处于主机模式时通过该定时器记录预置时间间隔，用于监控上述步骤S100中清零广播帧发送周期；变频器处于从机模式时通过该定时器记录预设时间，用于监控上述步骤S200中主从模式的相互置换周期。

还例如，每个变频器上设置有两个定时器，即第一定时器和第二定时器。第一定时器用于在变频器处于主机模式时，对预置时间间隔进行计时，当变频器处于主机模式时，则启动上述第一定时器，用于监控上述预置时间间隔。第二定时器用于在变频器处于从机模式时对上述预设时间进行计时，当变频器处于从机模式时，则启动上述第二定时器，用于监控上述预设时间。通过两个定时器分别对上述两个工作模式下的时间进行分别计时，避免了重复设置定时器所带来的不便。

另外，上述控制模块还用于在接收到包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码的命令帧时，提取上述命令帧中的源地址获得第一地址码，根据本机的地址顺序码与上述第一地址码之差，获得上述网络地址间隔，依据上述网络地址间隔更新本机对应设置的上述倍数。此详细说明参见前文中有关步骤350的详细说明，在此不再累述。

又比如，在本发明的其中一个实施例中，上述控制模块还用于判断总线上是否有命令帧，若是，则接收来自总线的命令帧；若否，则判断计时是否达到上述预置时间间隔，若计时达到上述预置时间间隔则向总线广播发布上述清零广播帧；分析上述来自总线的命令帧，判断上述命令帧是否包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码；若是，则将当前主机模式切换为从机模式，并启动本机针对预设时间的计时。

还比如，在本发明的其中一个实施例中，上述控制模块还用于当上述判断上述命令帧是否包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码的结果为否时，判断是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧；若是，则向总线上发送该通讯指令帧，并使本机针对预置时间间隔的计时清零后重新开始计时；若否，则返回上述判断计时是否达到上述预置时间间隔的步骤。

此外，在本发明的其中一个实施例中，上述控制模块还用于当接收到的命令帧包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码时，则提取上述命令帧中的源地址获得第一地址码，根据本机的地址顺序码与上述第一地址码之差，获得上述网络地址间隔，依据上述网络地址间隔更新本机对应设置的上述倍数。

在本发明的其中一个实施例中，上述控制模块还用于判断总线上是否有命令帧，若是，则使本机针对预设时间的计时清零后重新开始计时，并接收上述命令帧；若否，则判断计时是否到达预设时间，当计时到达预设时间时，则将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式；分析接收的上述命令帧，判断上述命令帧是否包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码；若是，则提取上述命令帧中的源地址获得第一地址码，根据本机的地址顺序码与上述第一地址码之差，获得上述网络地址间隔，依据上述网络地址间隔更新本机对应设置的上述倍数。

在本发明的其中一个实施例中，上述控制模块还用于当判断上述命令帧是否为包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码的通讯指令帧的结果为否时，判断上述命令帧中携带的地址顺序码是否为本机地址顺序码，若是，则分析命令帧，执行命令帧；若否，则判断该命令帧是否为上述清零广播帧，若是，则提取上述清零广播帧中携带的源地址，判断该源地址是否大于本机地址顺序码，若是，则将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式。

基于图3所示的变频器控制方法，本发明的其中一个实施例中还提供了一种变频器控制系统，其包括：

模式监控模块，用于判断本机当前工作模式；

主机模块，用于当本机处于主机模式时，判断在预置时间间隔内是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧，若否，则向总线广播发布清零广播帧，用以使网络中其他变频器上针对预设时间的计时清零；

从机模块，用于当本机处于从机模式时，判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧，该命令帧至少包括通讯指令帧和清零广播帧中的任意一种；若是，则使本机针对预设时间的计时清零后重新开始计时；若否，则将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式，并向总线发送携带主从切换标志及源地址为本机地址顺序码的通讯指令帧；其中，所述预设时间为所述预置时间间隔的倍数，且所述倍数与本机和所述处于主机模式的变频器之间的网络地址间隔相关。

上述模式监控模块用于执行上述步骤100，上述主机模块用于执行上述步骤200，从机模块用于执行上述步骤300，其具体相关说明可参见前文中有关步骤100至步骤300的相关说明，在此不再累述。

在本发明的各个实施例中可以自动进行主从切换，基于该方法，如图5所示，本发明还提供了一种变频器控制系统，其包含多个变频器，多个变频器之间通过总线连接，所述多个变频器顺次配置有地址顺序码；每个变频器上设置有定时器，同时还还配置有主机模式和从机模式两种工作模式。有关地址顺序码的解释参见前文相关说明。在该变频器控制系统中每个变频器均采用上述提到的变频器结构及其变频器控制方法，具体说明可参见前文中的相关说明，在此不再累述。

在本实施例的变频器控制系统中，每个变频器结构可以相同，比如，每个变频器上均设置有定时器，每个变频器还配置有主机模式和从机模式两种工作模式。所述定时器包括上述第一定时器和第二定时器；所述第一定时器和第二定时器分别与所述控制模块连接；在配置为主机模式时，所述控制模块启动第一定时器，用于对预置时间间隔进行计时；在配置为从机模式时，所述控制模块启动第二定时器，用于对所述预设时间进行计时。

为保证在主变频器频繁损坏后，始终是主变频器临近的顺序第一个从变频器的在第一时间自动切换为主变频器，则在本发明的其中一个实施例中，配置为从机模式时，当接收到的命令帧包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码时，则提取所述命令帧中的源地址获得第一地址码，根据本机的地址顺序码与所述第一地址码之差，获得所述网络地址间隔，依据所述网络地址间隔更新本机对应设置的所述倍数。网络中每次切换新的主变频器后，都会在第一时间更新网络中各个从变频器中定时器对应的预设时间，而具体实现方式可参见前文中有关步骤350的详细说明。在此不再累述。

本实施例变频器控制系统中的各个变频器具有从机工作模式和主机工作模式两种工作模式，其中，处于主机模式的变频器可以称为网络中的主变频器(或主站)，而处于从机模式的变频器可以称为网络中的从变频器(或从站)，下文同。

主变频器(主站)一方面可以发送命令给从变频器，另一方面可以读取从变频器的状态。当有命令或需要读取从变频器状态时，主变频器发命令帧或读状态帧给相应的从变频器。当无命令并且不需要读取状态时，主变频器每隔预置时间间隔T0发送清零广播帧给各变频器。

当检测到总线或网络上有命令帧(例如上述清零广播帧、切换为主变频器指令的广播帧)时，表明主变频器还在正常运作，各变频器清零定时器并重新计时。

例如，在上述系统中，处于从机模式下的变频器根据接收到的命令帧执行相应操作、并令定时器重新开始计时的步骤中包括：

根据检测到的总线或网络上的清零广播帧时，执行定时器清零步骤，并令用于记录预设时间定时器重新开始计时；或者，

根据检测到的总线或网络上的切换为主变频器指令的广播帧(即上文中携带主从切换标志及源地址为本机地址码的通讯指令帧)时，确认主变频器地址，令用于记录预设时间的定时器重新开始计时；等等。

根据从总线或网络上接收到的指令来执行相应操作即可，这部分内容不再累述。

还例如，若地址顺序码为X+K的从变频器K在预设时间TK内未检测到总线上有通讯指令帧，则变频器K切换为主变频器，并发送本机切换为主变频器指令的广播帧。预设时间TK为与K、T0关联的设定函数，在本实施例中TK＝2*(K+1)*T0，其中K为小于或等于N的正整数。切换为主变频器指令的广播帧地址为0，功能代码为从机切换为主机功能码，寄存器地址为从机地址，寄存器内容为空。

因此，如图1所示，主变频器、从变频器1、从变频器2、从变频器3、……、从变频器N中定时器分别对应预设时间为T0、T1、T2、T3、……、TN。在本实施例中相邻的两个变频器之间相隔2*T0的预设时间，即T2-T1＝2*T0、T3-T2＝2*T0、……、TN-T(N-1)＝2*T0。可见，总线系统中，相邻两个变频器的预设时间之差为固定值，即预置时间间隔的倍数。变频器1在T1时间内没有检测到总线上有通讯指令帧时，表明主变频器故障，变频器1切换为主变频器；变频器2在T2时间内没有检测到总线上有通讯指令帧时，表明主变频器故障而且变频器1也可能故障(已留有2*T0的时间给变频器1发送切换为主变频器指令的广播帧)，因而变频器2切换为主变频器；……以此类推，归纳成若地址为X+K的变频器K在预设时间TK内未检测到总线上有通讯指令帧，则变频器K切换为主变频器。

在其他实施例中，还可以是其他的设定函数，例如TK＝4*(K+1)*T0。

当地址为X+K+L的变频器K+L从总线中读取到变频器K切换为主变频器指令的广播帧后，变频器K+L的预设时间T(K+L)由与K+L、T0关联的设定函数变为与L、T0关联的设定函数，在本实施例中T(K+L)＝2*(L+1)*T0，其中L为小于N的正整数。容易理解，当主变频器的地址改变，其余的变频器的预设时间也相应跟着改变。

在系统中，可能存在变频器损坏而更换的情况，或者引入新变频器的情况，因而可以参照前文中有关变频器控制方法的相关内容。

综上所述，上述变频器控制方法和变频器控制系统及变频器，当无命令并且不需要读取状态时，网络中的主变频器每隔预置时间间隔T0发送清零广播帧给各从变频器。当检测到总线上有命令帧时，各从变频器清零定时器并重新计时。若地址为X+K的变频器K在预设时间TK内未检测到总线上有命令帧，则变频器K切换为主变频器，并发送本机切换为主变频器指令的清零广播帧。预设时间根据变频器接入总线的位置顺序来依次变长，并依次设置主从自主切换的优先顺序。因而一旦主站损坏或掉电，也不会造成从站无法正常切换到主站的问题，总线上的变频器还可以继续通讯。

上述各个实施例中的定时器也可以是定时器等，上述各个实施例中的计时方式可通过软件定时器实现，也可通过硬件定时器和定时器实现。

上述变频器控制方法和变频器控制系统，当无命令并且不需要读取状态时，主变频器每隔预置时间间隔发送清零定时器广播帧给各变频器；当检测到总线上有命令帧时，各变频器清零定时器并重新计时；还可以按照变频器接入总线的位置顺序来设置从变频器自主切换为主变频器的优先级顺序。因而一旦主站损坏或掉电，也不会造成从站无法正常切换到主站的问题，总线上的变频器还可以继续通讯。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种变频器控制方法，所述方法包括：

判断本机当前工作模式；

当本机处于主机模式时，判断在预置时间间隔内是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧，若否，则向总线广播发布清零广播帧，用以使网络中其他变频器上针对预设时间的计时清零；

当本机处于从机模式时，判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧，该命令帧至少包括通讯指令帧和清零广播帧中的任意一种；

若是，则使本机针对预设时间的计时清零后重新开始计时；

若否，则将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式，并向总线发送携带主从切换标志及源地址为本机地址顺序码的通讯指令帧；

其中，所述预设时间为所述预置时间间隔的倍数，且所述倍数与本机和所述处于主机模式的变频器之间的网络地址间隔相关。

2.根据权利要求1所述的变频器控制方法，其特征在于，所述判断在预置时间间隔内是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧的步骤包括：

判断总线上是否有命令帧，若是，则接收来自总线的命令帧；若否，则判断计时是否达到所述预置时间间隔，若计时达到所述预置时间间隔则向总线广播发布所述清零广播帧；

分析所述来自总线的命令帧，判断所述命令帧是否包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码；若是，则将当前主机模式切换为从机模式，并启动本机针对预设时间的计时。

3.根据权利要求2所述的变频器控制方法，其特征在于，所述判断在预置时间间隔内是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧的步骤还包括

当所述判断所述命令帧是否包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码的步骤的结果为否时，判断是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧；

若是，则向总线上发送该通讯指令帧，并使本机针对预置时间间隔的计时清零后重新开始计时；

若否，则返回所述判断计时是否达到所述预置时间间隔的步骤。

4.根据权利要求1所述的变频器控制方法，其特征在于，所述判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧的步骤中包括：

当接收到的命令帧包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码时，则提取所述命令帧中的源地址获得第一地址码，根据本机的地址顺序码与所述第一地址码之差，获得所述网络地址间隔，依据所述网络地址间隔更新本机对应设置的所述倍数。

5.根据权利要求1所述的变频器控制方法，其特征在于，所述判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧的步骤中包括：

判断总线上是否有命令帧，若是，则使本机针对预设时间的计时清零后重新开始计时，并接收所述命令帧；若否，则判断计时是否到达预设时间，当计时到达预设时间时，则将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式；

分析接收的所述命令帧，判断所述命令帧是否包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码；

若是，则提取所述命令帧中的源地址获得第一地址码，根据本机的地址顺序码与所述第一地址码之差，获得所述网络地址间隔，依据所述网络地址间隔更新本机对应设置的所述倍数。

6.根据权利要求5所述的变频器控制方法，其特征在于，所述判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧的步骤中还包括：

当判断所述命令帧是否为包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码的通讯指令帧的结果为否时，判断所述命令帧中携带的地址顺序码是否为本机地址顺序码，

若是，则分析命令帧，执行命令帧；

若否，则判断该命令帧是否为所述清零广播帧，若是，则提取所述清零广播帧中携带的源地址，判断该源地址是否大于本机地址顺序码，若是，则将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式。

7.一种变频器，其特征在于，所述变频器配置有主机模式和从机模式两种工作模式，且所述变频器上设置有定时器和控制模块；所述控制模块与所述定时器连接；

所述控制模块用于判断本机当前工作模式，在配置为主机模式时启动所述定时器对预置时间间隔进行计时，并判断在预置时间间隔内是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧，当在预置时间间隔内不存在即将向总线上发送的通讯指令帧时向总线广播发布清零广播帧，用以使网络中其他变频器上针对预设时间的定时器清零；

在配置为从机模式时启动所述定时器对预设时间进行计时，并判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧，该命令帧至少包括通讯指令帧和清零广播帧中的任意一种；当在预设时间内接收到命令帧时使本机针对预设时间的计时清零后重新开始计时；当在预设时间内未接收到命令帧时，将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式，并向总线发送携带主从切换标志及源地址为本机地址顺序码的通讯指令帧；其中，所述预设时间为所述预置时间间隔的倍数，且所述倍数与本机和所述处于主机模式的变频器之间的网络地址间隔相关。

8.根据权利要求7所述的变频器，其特征在于，所述控制模块还用于在接收到包含主从切换标志、且源地址为非本机地址顺序码的命令帧时，提取所述命令帧中的源地址获得第一地址码，根据本机的地址顺序码与所述第一地址码之差，获得所述网络地址间隔，依据所述网络地址间隔更新本机对应设置的所述倍数。

9.一种变频器控制系统，其特征在于，所述系统包括：

模式监控模块，用于判断本机当前工作模式；

主机模块，用于当本机处于主机模式时，判断在预置时间间隔内是否存在即将向总线上发送的通讯指令帧，若否，则向总线广播发布清零广播帧，用以使网络中其他变频器上针对预设时间的计时清零；

从机模块，用于当本机处于从机模式时，判断在预设时间内是否接收到来自网络中处于主机模式的变频器发送的命令帧，该命令帧至少包括通讯指令帧和清零广播帧中的任意一种；若是，则使本机针对预设时间的计时清零后重新开始计时；若否，则将本机的工作模式从从机模式切换至主机模式，并向总线发送携带主从切换标志及源地址为本机地址顺序码的通讯指令帧；其中，所述预设时间为所述预置时间间隔的倍数，且所述倍数与本机和所述处于主机模式的变频器之间的网络地址间隔相关。

10.一种变频器总线控制系统，其特征在于，所述系统包含：多个权利要求7或8所述的变频器，多个变频器之间通过总线连接，所述多个变频器顺次配置有地址顺序码。