CN216248847U - 一种基于esp32模块的变频器远程控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于ESP32模块的变频器远程控制系统，属于变频器控制技术领域；包括位于现场的基于ESP32模块的控制器、变频器和HMI触摸屏，以及位于远端的云平台服务器、移动终端、无线路由器、本地服务器和本地监控终端；所述基于ESP32模块的控制器与变频器通信控制，与HMI触摸屏人机交互通信；基于ESP32模块的控制器还通过NB‑IoT模块与云平台服务器通信，通过WIFI通信模块接入无线路由器进行通信，以及通过蓝牙功能接入移动终端进行通信。本实用新型的远程控制系统通过接入云平台服务器，实时交互监控状态数据，实现用户使用移动终端和本地监控终端对变频器实时远程监控，调整变频器启停、参数设置，以及实时群控策略调整等功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变频器远程控制系统，具体涉及一种基于ESP32模块的变频器远程控制系统，属于变频器控制技术领域。
背景技术
变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器应用在大型生产型企业(如冶金、化工、石油、煤炭、制造等)、楼宇恒压供水和农业灌溉泵站部门，具有规模巨大、作业点分散、数量较多等特点。因此，需要对各种变频器的运行状态、温度、压力、流量等指标要做到实时监控，在设备出现异常的情况下，能及时进行报警。
由于一般变频器控制系统跨越地域较大、监测点数量多，要求通讯系统速率要高、轮询响应时间要快，同时一些作业点分散于环境恶劣的野外，需要无人职守远传控制。目前的远程系统通过现场工业PC或无线串口服务器等联网方式接入能够实现本地监控终端监控，但无法实现用户异地使用移动终端实时监控，以及调整变频器运行参数等功能。
实用新型内容
本实用新型的目的是：克服现有技术中存在的不足，提供一种基于ESP32模块的变频器远程控制系统，通过接入云平台服务器，实时交互监控状态数据，实现用户使用移动终端和本地监控终端对变频器实时远程监控，调整变频器启停、参数设置，以及实时群控策略调整等功能。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种基于ESP32模块的变频器远程控制系统，包括位于现场的基于ESP32模块的控制器、变频器和HMI触摸屏，以及位于远端的云平台服务器、移动终端、无线路由器、本地服务器和本地监控终端；所述基于ESP32模块的控制器包括ESP32芯片、IO量输入模块、IO量输出模块、NB-IoT模块和485/CAN通信模块，ESP32芯片内设置有WIFI通信模块和蓝牙模块；所述485/CAN通信模块分别通过485/CAN总线通信连接变频器和HMI触摸屏，变频器还通过控制回路连接IO量输入模块和IO量输出模块；所述NB-IoT模块通信连接云平台服务器，所述蓝牙模块通信连接移动终端，所述WIFI通信模块通过无线路由器连接本地服务器和本地监控终端。
所述移动终端、云平台服务器和无线路由器三者之间相互通信连接，且云平台服务器与NB-IoT模块、移动终端、无线路由器之间均通过3G/4G/5G移动网络通信。
所述HMI触摸屏、移动终端和本地监控终端与基于ESP32模块的控制器之间均采用人机交互进行数据通信，本地监控终端通过无线路由器与移动终端和云平台服务器相互通信同步数据库。
所述移动终端采用智能手机或平板电脑，所述移动终端上的人机交互界面采用APP应用程序或在线网页。
所述本地监控终端采用平板电脑或工业计算机，所述本地监控终端上的人机交互界面采用APP应用程序或在线网页。
所述IO量输入模块包括四路光耦隔离信号开关量输入通道，其中一路连接按钮开关的开关量传感器，并通过控制回路连接变频器；其余三路分别连接包括液面开关、温度开关、水流开关、阀门开关、水压开关和风压开关的开关量传感器中的一种。
所述IO量输出模块包括四路继电器功率开关量输出通道，四路继电器功率开关量输出通道分别通过控制回路连接变频器的正转运行、反转运行、故障复位和自定义操作控制回路端子。
所述变频器与基于ESP32模块的控制器之间通过485/CAN总线通信连接，并通过MODBUS协议传输数据。
本实用新型的有益效果是：
1）本实用新型通过接入云平台服务器，并将云平台服务器、移动终端和本地监控终端进行通信同步数据库，实时交互监控状态数据，实现用户使用移动终端和本地监控终端对变频器实时远程监控，调整变频器启停、参数设置，以及实时群控策略调整等功能。
2）本实用新型通过多种物联网技术手段将变频器运行状态数据上传到云平台服务器，用户能够随时随地使用移动终端连接云平台服务器，实现对众多变频器设备实施远程监控、群控策略调整及告警处理，极大地提高了实时控制与维护的效率，并节约了人工成本。
附图说明
图1为本实用新型的系统框图；
图2为图1中基于ESP32模块控制器的电气原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的解释说明。
实施例：如图1和图2所示，本实用新型提供的一种基于ESP32模块的变频器远程控制系统，包括位于现场的基于ESP32模块的控制器、变频器和HMI触摸屏，以及位于远端的云平台服务器、移动终端、无线路由器、本地服务器和本地监控终端；基于ESP32模块的控制器包括ESP32芯片、IO量输入模块、IO量输出模块、NB-IoT模块和485/CAN通信模块，ESP32芯片内设置有WIFI通信模块和蓝牙模块。
移动终端、云平台服务器和无线路由器三者之间相互通信连接，且云平台服务器与NB-IoT模块、移动终端、无线路由器之间均通过3G/4G/5G移动网络通信。
HMI触摸屏、移动终端和本地监控终端与基于ESP32模块的控制器之间均采用人机交互进行数据通信，本地监控终端通过无线路由器与移动终端和云平台服务器相互通信同步数据库。
485/CAN通信模块分别通过485/CAN总线通信连接变频器和HMI触摸屏，变频器还通过控制回路连接IO量输入模块和IO量输出模块；用户使用HMI触摸屏进行检查变频器运行数据及告警情况，控制变频器启停。变频器与基于ESP32模块的控制器之间通过485/CAN总线连接，通过MODBUS协议传输数据，控制器实时查询变频器运行状态参数，上传云平台服务器/同步本地服务器，更新服务器数据库；用户通过移动终端或本地终端发出对变频器控制指令，通过控制器实时接收，并下发变频器执行。
NB-IoT模块通过3G/4G/5G移动网络连接云平台服务器，上传监控数据，接收远程控制指令；蓝牙模块通信连接移动终端，用于实现与移动终端现场调试APP的互联互通；WIFI通信模块通过无线路由器连接本地服务器和本地监控终端，上传监控数据，接收远程控制指令。
移动终端采用智能手机或平板电脑，移动终端上的人机交互界面采用APP应用程序或在线网页。
本地监控终端采用平板电脑或工业计算机，本地监控终端上的人机交互界面采用APP应用程序或在线网页。
IO量输入模块包括四路光耦隔离信号开关量输入通道，其中一路连接按钮开关的开关量传感器，并通过控制回路连接变频器；其余三路分别连接液面开关、温度开关和水流开关的开关量传感器，实际应用中可自定义接入各种开关量传感器，如阀门开关、水压开关和风压开关等。基于ESP32模块的控制器通过人机交互界面对输入量的条件设定，用户制定变频器运行策略。
IO量输出模块包括四路继电器功率开关量输出通道，四路继电器功率开关量输出通道分别通过控制回路连接变频器的正转运行、反转运行、故障复位和自定义操作控制回路端子。基于ESP32模块的控制器通过IO量输出模块对变频器启动进行快速启停实时控制。
变频器与基于ESP32模块的控制器之间通过485/CAN总线通信连接，并通过MODBUS协议传输数据。
工作原理及步骤：
基于ESP32模块的控制器实时读取变频器运行的状态参数，通过NB-IoT（M5311）模块连接3G移动网络通信传输数据到云平台服务器。本地服务器与云平台服务器同步数据库。用户使用移动终端访问云平台服务器，实时监控系统运行状态，调整系统运行策略，操作启停变频器运行状态。用户使用本地监控终端访问本地服务器，实时监控系统运行状态，调整系统运行策略，操作启停变频器运行状态。本地服务器与云平台服务器同步数据库。
在不使用NB-IoT（M5311）移动网络连接的情况下，基于ESP32模块的控制器使用WIFI模块接入本地无线路由器，连接云平台服务器，进行实时数据传输。
基于ESP32模块的控制器收到云平台服务器下发指令，对变频器进行操作。控制器的IO量输出模块与变频器控制回路连接（如图2所示），控制变频器正转运行、反转运行、故障复位和自定义操作。控制器通过485/CAN模块与变频器通信连接，读出变频器运行状态参数和更新设置参数。
基于ESP32模块的控制器通过485/CAN模块与HMI触摸屏通信连接，触摸屏实时显示变频器运行参数及告警状态，用户使用触摸屏对变频器启停操作。
基于ESP32模块的控制器的IO量输入模块接入开关量传感器，控制器实时上传开关量到云平台服务器，作为系统控制的输入条件，用户在人机交互界面中依据输入条件调整系统控制策略。
以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种基于ESP32模块的变频器远程控制系统，其特征在于：包括位于现场的基于ESP32模块的控制器、变频器和HMI触摸屏，以及位于远端的云平台服务器、移动终端、无线路由器、本地服务器和本地监控终端；所述基于ESP32模块的控制器包括ESP32芯片、IO量输入模块、IO量输出模块、NB-IoT模块和485/CAN通信模块，ESP32芯片内设置有WIFI通信模块和蓝牙模块；所述485/CAN通信模块分别通过485/CAN总线通信连接变频器和HMI触摸屏，变频器还通过控制回路连接IO量输入模块和IO量输出模块；所述NB-IoT模块通信连接云平台服务器，所述蓝牙模块通信连接移动终端，所述WIFI通信模块通过无线路由器连接本地服务器和本地监控终端。
2.根据权利要求1所述的一种基于ESP32模块的变频器远程控制系统，其特征在于：所述移动终端、云平台服务器和无线路由器三者之间相互通信连接，且云平台服务器与NB-IoT模块、移动终端、无线路由器之间均通过3G/4G/5G移动网络通信。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于ESP32模块的变频器远程控制系统，其特征在于：所述HMI触摸屏、移动终端和本地监控终端与基于ESP32模块的控制器之间均采用人机交互进行数据通信，本地监控终端通过无线路由器与移动终端和云平台服务器相互通信同步数据库。
4.根据权利要求3所述的一种基于ESP32模块的变频器远程控制系统，其特征在于：所述移动终端采用智能手机或平板电脑，所述移动终端上的人机交互界面采用APP应用程序或在线网页。
5.根据权利要求3所述的一种基于ESP32模块的变频器远程控制系统，其特征在于：所述本地监控终端采用平板电脑或工业计算机，所述本地监控终端上的人机交互界面采用APP应用程序或在线网页。
6.根据权利要求1所述的一种基于ESP32模块的变频器远程控制系统，其特征在于：所述IO量输入模块包括四路光耦隔离信号开关量输入通道，其中一路连接按钮开关的开关量传感器，并通过控制回路连接变频器；其余三路分别连接包括液面开关、温度开关、水流开关、阀门开关、水压开关和风压开关的开关量传感器中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种基于ESP32模块的变频器远程控制系统，其特征在于：所述IO量输出模块包括四路继电器功率开关量输出通道，四路继电器功率开关量输出通道分别通过控制回路连接变频器的正转运行、反转运行、故障复位和自定义操作控制回路端子。
8.根据权利要求1所述的一种基于ESP32模块的变频器远程控制系统，其特征在于：所述变频器与基于ESP32模块的控制器之间通过485/CAN总线通信连接，并通过MODBUS协议传输数据。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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2021
- 2021-11-29 CN CN202122949350.0U patent/CN216248847U/zh active Active
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