CN213715745U - 一种智能型变频器监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种智能型变频器监控装置，包括变频器主控板和监控装置，所述变频器主控板包括第一控制芯片、变频器连接接口和第一RS485接口；所述监控装置包括第二控制芯片、SPI接口、IIC接口、IO接口和第二RS485接口；所述变频器连接接口包括数字信号和模拟信号输入输出接口，用于连接变频器；所述变频器主控板通过所述第一RS485接口与所述监控装置的第二RS485接口连接；所述SPI接口用于连接LCD显示屏；所述IIC接口用于连接存储芯片；所述IO接口用于连接键盘。由于采用SPI接口连接有LCD显示屏，IIC接口连接有存储芯片，键盘与第二芯片的IO口连接的方式，使得监控装置智能化，操作人员可以方便简单地通过监控装置来操作变频器主控板。
Description
技术领域
本实用新型总体涉及监控技术领域，更具体地，涉及一种智能型变频器监控装置。
背景技术
随着变频器在工业自动化领域越来越广泛的应用，对变频器控制应用技术的要求也越来越高。变频器的监控装置作为重要的人机接口部件，传递操作人员对变频器的操作指令，同时将变频器内部运行信息反馈给操作人员，对其智能化的要求是变频器广泛应用的重要前提。目前常用的变频器的监控装置只是满足了操作人员对变频器的基本操作，如启停控制、频率手动设置、故障报警与记录、复位、正反转、参数设置、状态指示、端子多功能设定等功能，操作人员需要按照说明书指示操作变频器，常用监控装置缺少智能化因子。
为了解决上述问题，现有专利CN 206993155 U公开了一种公开了一种变频器远程监控系统；该系统包括变频器、智能网关以及远程监控服务器；所述变频器与智能网关连接，实现数据传输；所述智能网关与远程监控服务器之间实现数据通信。本实用新型改进之后具有组网灵活、经济实用等特点，在对变频器远程监控实施中能够降低对应的维护费用；其智能网关采用模块化设计，使系统扩展、升级均不必改变已有设备状态。
本实用新型提出的监控装置具有很多智能化因子，可以和操作人员很友好的交流变频器内部以及外围信息。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种智能型变频器监控装置，包括变频器主控板1和监控装置2，所述变频器主控板1包括第一控制芯片11以及与所述第一控制芯片11连接的变频器连接接口111和第一RS485接口112；所述监控装置2包括第二控制芯片21以及与所述第二控制芯片21连接的SPI接口211、IIC接口212、IO接口213和第二RS485接口214；其中，所述变频器连接接口111包括数字信号1111和模拟信号1112输入输出接口，用于连接变频器，获取变频器状态信息和发送操作指令；所述变频器主控板1通过所述第一RS485接口112与所述监控装置2的第二RS485接口214连接，用于将变频器状态信息传输至所述监控装置2；所述SPI接口211用于连接LCD显示屏3，用于显示变频器状态信息；所述IIC接口212用于连接存储芯片4，用于将变频器状态信息进行存储；所述IO接口213用于连接键盘5，用于对所述监控装置2进行操作。
根据本实用新型的一种实施方式，所述第一控制芯片11和第二控制芯片21均连接有无线透传模块6，用于第二控制芯片21与所述监控装置2进行无线传输。
根据本实用新型的一种实施方式，所述第二芯片包括查询模块7，所述查询模块7分别与所述LCD显示屏3和所述存储芯片4，用于读取所述存储芯片4中的已修改参数，并显示在所述述LCD显示屏3上。
根据本实用新型的一种实施方式，所述第二芯片包括语言模块8，所述语言模块8内置有中文、英文和俄文字库，用于在所述LCD显示屏3上进行语言切换。
根据本实用新型的一种实施方式，所述第二芯片包括报错模块9，所述报错模块9用于当所述变频器主控板1设置参数有误时，进行错误提醒。
根据本实用新型的一种实施方式，所述的无线透传模块6为470M无线透传模块6。
根据本实用新型的一种实施方式，所述第二控制芯片21为STM32F107芯片。
本实用新型中，由于采用SPI接口连接有LCD显示屏，IIC接口连接有存储芯片，键盘与第二芯片的IO口连接的方式，使得监控装置智能化，操作人员可以方便简单地通过监控装置来操作变频器主控板；由于采用无线透传模块，使得传输信息突破了物理连接的限制，可以更加方便的进行信息的传输处理；由于第二控制芯片内部除具有变频器基本操作功能外，还具有向导调试模式、频率在线可编程、参数拷贝与恢复、已修改参数查询、多语言显示、操作错误提醒等功能，使得监控装置智能化，操作人员可以方便简单地通过监控装置来操作变频器主控板。
附图说明
图1是一种智能型变频器监控装置的示意图；
图2是另一种智能型变频器监控装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本实用新型中的组件、技术，以便本实用新型的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本实用新型权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。
图1示出了一种智能型变频器监控装置的示意图。
如图1所示，一种智能型变频器监控装置，包括变频器主控板1和监控装置2，所述变频器主控板1包括第一控制芯片11以及与所述第一控制芯片11连接的变频器连接接口111和第一RS485接口112；所述监控装置2包括第二控制芯片21以及与所述第二控制芯片21连接的SPI接口211、IIC接口212、IO接口213和第二RS485接口214；其中，所述变频器连接接口111包括数字信号1111和模拟信号1112输入输出接口，用于连接变频器，获取变频器状态信息和发送操作指令；所述变频器主控板1通过所述第一RS485接口112与所述监控装置2的第二RS485接口214连接，用于将变频器状态信息传输至所述监控装置2；所述SPI接口211用于连接LCD显示屏3，用于显示变频器状态信息；所述IIC接口212用于连接存储芯片4，用于将变频器状态信息进行存储；所述IO接口213用于连接键盘5，用于对所述监控装置2进行操作。
所述变频器主控板1是指变频器的控制设备，用于接收控制命令、发出控制信号、采集监控信号、处理监控数据、发出显示数据、储存用户数据等。
所述第一控制芯片11是指变频器主控板1的芯片，例如采用F28M35H芯片。
所述变频器连接接口111的模拟信号1112接口为AI/AO接口，是指模拟信号1112量输入\模拟信号1112量输出接口，AI接口把被控对象模拟量转换成计算机能识别的数字信号1111，被控对象模拟量有：温度、压力、流量、液位、成分。这些卡件统称为AI输入模块或AI输入设备。AO接口把计算机的输出数字信号1111转换成外部过程控制仪表或装置能够接受的模拟量信号，驱动现场各类执行机构的控制。例如现场的电动调节阀、气动调节阀等的控制。
所述变频器连接接口111的数字信号1111接口为DI/DO接口，表示数字量输入\数字量输出接口，DI接口把生产过程中只有两种状态的开关量信号转换成计算机可识别的信号形式。例如现场的限位开关、继电器、电动机等开关量状态。DO接口把计算机输出的二进制代码来表示的开关量信号转换成能对生产过程进行控制或显示状态的开关量信号。例如现场的指示灯亮/灭、电机的启/停、阀门的开/关、继电器的通/断等开关量的状态控制与状态显示。
所述第一RS485接口112和第二RS485接口214又名TIA-485-A,ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485。RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。RS-485使得连接本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。
所述第二控制芯片21是指所述监控装置2的芯片，可采用目前主流的微控制器ARM，型号为意法半导体的STM32F407。STM32F4系列微控制器集成了单周期DSP指令和FPU，提升了计算能力，可以进行一些复杂的计算和控制。
所述SPI接口211是指串行外设接口，一种同步外设接口，它可以使单片机与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。
所述IIC接口212即Inter-Integrated Circuit，是指集成电路总线，是一种多向控制总线，在IIC中，多个芯片可以连接到同一总线结构下，同时每个芯片都可以作为实施数据传输的控制源，这种方式简化了信号传输总线。
所述IO接口213又称为输入输出接口，是信息处理系统与外部世界之间的通信，输入是系统接收的信号或数据，输出是从其发送的信号或数据。
图1所示的一种智能型变频器监控装置运行时，变频器主控板1收到外部输入信号以及通过智能监控装置2传输过来的操作命令，进过内部控制算法运算处理后，将处理信息传输到智能监控装置2，智能监控装置2经过内部信号处理的将信息通过LCD屏幕反馈给操作人员。智能监控装置2与变频器主控板1通过有线连接RS485通信。变频器主控板1收到外部输入信号以及通过智能监控装置2传输过来的操作命令信号等经过内部控制算法运算处理后，将处理信息传输到智能监控装置2，智能监控装置2经过内部信号处理直观地将信息反馈给操作人员。
本实用新型中，由于采用SPI接口211连接有LCD显示屏3，IIC接口212连接有内存芯片，键盘5与第二芯片的IO口连接的方式，使得监控装置2智能化，操作人员可以方便简单地通过监控装置2来操作变频器主控板1。
图2示出了另一种智能型变频器监控装置的示意图。
如图2所示，另一种智能型变频器监控装置，所述第一控制芯片11和第二控制芯片21均连接有无线透传模块6，用于第二控制芯片21与所述监控装置2进行无线传输。所述第二芯片包括查询模块7，所述查询模块7分别与所述LCD显示屏3和所述存储芯片4，用于读取所述存储芯片4中的已修改参数，并显示在所述述LCD显示屏3上。所述第二芯片包括语言模块8，所述语言模块8内置有中文、英文和俄文字库，用于在所述LCD显示屏3上进行语言切换。所述第二芯片包括报错模块9，所述报错模块9用于当所述变频器主控板1设置参数有误时，进行错误提醒。
所述无线透传模块6是指数据透明传输，透明传输就是在数据传输过程中，发送方和接收方数据的长度和内容完全一致，不需对数据做任何处理，相当于一条数据线或者串口线，蓝牙低功耗和wifi模块都能做透传。
所述查询模块7是指具有近期已修改参数查询功能的模块，当操作人员修改了大量参数时，可以通过该列表核对修改过的参数信息；同时还可以通过该功能查验其他操作员近期都修改了哪些参数，是否与本次调试有不符的参数进行修改。
所述语言模块8是指具有中文、英文和俄文多语言切换功能的模块，对于不同国家的客户不必重复开发监控装置，可以自由切换语言模式。
所述报错模块9是指具有参数设置错误提醒功能的模块，当操作人员设置参数不符合变频器参数规范时，LCD显示屏3将显示参数设置错误提示信息。当要设置的参数为只读参数时，提示“当前参数为只读参数无法修改”；当设置的参数超出上限时，提示“参数值输入过大”；当设置的参数超出下限时，提示“参数值输入值过小”；当设置的参数只有在停机状态才可更改时，提示“当前为非停机状态，此参数不可更改”。
图2所示的另一种智能型变频器监控装置运行时，变频器主控板1收到外部输入信号以及通过智能监控装置2传输过来的操作命令，进过内部控制算法运算处理后，将处理信息传输到智能监控装置2，智能监控装置2经过内部信号处理的将信息通过LCD屏幕反馈给操作人员。智能监控装置2与变频器主控板1通过无线透传进行通信。变频器主控板1收到外部输入信号以及通过智能监控装置2传输过来的操作命令信号等经过内部控制算法运算处理后，将处理信息传输到智能监控装置2，智能监控装置2经过内部信号处理直观地将信息反馈给操作人员。
本实用新型中，由于采用无线透传模块6，使得传输信息突破了物理连接的限制，可以更加方便的进行信息的传输处理。
其中，在实际应用中，所述无线模块为470M无线透传模块6。
其中，在实际应用中，所述第二控制芯片21为STM32F107芯片。
所述智能型变频器监控装置内置向导调试模式，操作人员只需按照向导提示逐步操作即可。静止状态完成参数辨识主要由定子电阻检测、转子定位检测和参数辨识几个过程，操作人员按照监控装置LCD显示屏3提示设置相关参数，操作相关按键即可。
所述智能型变频器监控装置可在线编辑多段设定频率，可分别设置每段频率的数字大小、每段频率持续时间、每段频率的加减速时间信息。该频率在线可编程功能，满足了特定应用领域对频率控制的需求。
所述智能型变频器监控装置具有参数拷贝与恢复功能，可将变频器参数拷贝存储到监控装置的存储区域进行备份，同时可将一台变频器的参数拷贝恢复到另一台变频器参数列表中，对于实现同一应用的变频器不需要重复逐个设置变频器参数，操作人员只需简单一键即可设置变频器参数组所有参数。
所述智能型变频器监控装置具有近期已修改参数查询功能，当操作人员修改了大量参数时，可以通过该列表核对修改过的参数信息。同时还可以通过该功能查验其他操作员近期都修改了哪些参数，是否与本次调试有不符的参数进行修改。
所述智能型变频器监控装置具有中文、英文和俄文多语言切换功能，对于不同国家的客户不必重复开发监控装置，可以自由切换语言模式。
所述智能型变频器监控装置具有参数设置错误提醒功能，当操作人员设置参数不符合变频器参数规范时，LCD显示屏3将显示参数设置错误提示信息。当要设置的参数为只读参数时，提示“当前参数为只读参数无法修改”；当设置的参数超出上限时，提示“参数值输入过大”；当设置的参数超出下限时，提示“参数值输入值过小”；当设置的参数只有在停机状态才可更改时，提示“当前为非停机状态，此参数不可更改”。
本实用新型中，由于采用SPI接口连接有LCD显示屏，IIC接口连接有存储芯片，键盘与第二芯片的IO口连接的方式，使得监控装置智能化，操作人员可以方便简单地通过监控装置来操作变频器主控板；由于采用无线透传模块，使得传输信息突破了物理连接的限制，可以更加方便的进行信息的传输处理；由于第二控制芯片内部除具有变频器基本操作功能外，还具有向导调试模式、频率在线可编程、参数拷贝与恢复、已修改参数查询、多语言显示、操作错误提醒等功能，使得监控装置智能化，操作人员可以方便简单地通过监控装置来操作变频器主控板。
应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
Claims (7)
1.一种智能型变频器监控装置，其特征在于，包括变频器主控板(1)和监控装置(2)，
所述变频器主控板(1)包括第一控制芯片(11)以及与所述第一控制芯片(11)连接的变频器连接接口(111)和第一RS485接口(112)；
所述监控装置(2)包括第二控制芯片(21)以及与所述第二控制芯片(21)连接的SPI接口(211)、IIC接口(212)、IO接口(213)和第二RS485接口(214)；
其中，
所述变频器连接接口(111)包括数字信号(1111)和模拟信号(1112)输入输出接口，用于连接变频器，获取变频器状态信息和发送操作指令；
所述变频器主控板(1)通过所述第一RS485接口(112)与所述监控装置(2)的第二RS485接口(214)连接，用于将变频器状态信息传输至所述监控装置(2)；
所述SPI接口(211)用于连接LCD显示屏(3)，用于显示变频器状态信息；
所述IIC接口(212)用于连接存储芯片(4)，用于将变频器状态信息进行存储；
所述IO接口(213)用于连接键盘(5)，用于对所述监控装置(2)进行操作。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一控制芯片(11)和第二控制芯片(21)均连接有无线透传模块(6)，用于第二控制芯片(21)与所述监控装置(2)进行无线传输。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二控制芯片(21)包括查询模块(7)，
所述查询模块(7)分别与所述LCD显示屏(3)和所述存储芯片(4)电连接，用于读取所述存储芯片(4)中的已修改参数，并显示在所述LCD显示屏(3)上。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二控制芯片(21)包括语言模块(8)，
所述语言模块(8)内置有中文、英文和俄文字库，用于在所述LCD显示屏(3)上进行语言切换。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二控制芯片(21)包括报错模块(9)，
所述报错模块(9)用于当所述变频器主控板(1)设置参数有误时，进行错误提醒。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述无线透传模块(6)为470M无线透传模块。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二控制芯片(21)为STM32F107芯片。
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