CN205081559U - 一种高压变频器控制系统热备用拓扑结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高压变频器控制系统热备用拓扑结构，解决N(N≥1)台高压变频器工作系统长期稳定连续工作的问题，开发一以工作、备用两套控制系统为主要控制部分，以高速光纤通讯方式为控制信息传输方式，以N(N≥1)台高压变频器为控制目标，实现N(N≥1)台高压变频器工作系统连续工作的拓扑结构。应用主控芯片控制实现工作、备用控制系统的控制功能，控制各台变频器协调工作。同时由于光纤通讯的距离优势，可通过模块摆放位置弱化距离对变频器信号传输制约。通过工作、备用控制系统的协调工作，可提高变频器系统的运行质量，减少故障率，拓宽变频器的应用。

Description

一种高压变频器控制系统热备用拓扑结构

技术领域

本实用新型涉及一种高压变频器控制系统热备用拓扑结构。

背景技术

随着变频器在电机控制中的广泛应用，在某些工业场合和工艺需求下，需要N(N≥1)台高压变频器组成变频器工作系统长时间连续工作。N(N≥1)台高压变频器系统工作要求N(N≥1)台高压变频器设备相互之间协调工作，同时N(N≥1)台高压变频器各台设备受到通风、温度、湿度、器件老化等环境因素影响，限制N(N≥1)台高压变频器系统工作的稳定性，尤其表现在N(N≥1)台高压变频器系统的控制系统上。常规的控制拓扑是采用PLC控制N(N≥1)台高压变频器工作，设备成本高，控制时延长，无备用控制系统，控制系统切换需要短时停机，破坏系统工作的连续性。

实用新型内容

本实用新型旨在通过设计一种高压变频器控制系统热备用拓扑结构，解决N(N≥1)台高压变频器工作系统长期稳定连续工作的问题。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种高压变频器控制系统热备用拓扑结构，其特征在于，以工作、备用两套控制系统为核心控制部分，以高速光纤通讯方式为传输媒介，以N(N≥1)台变频器为控制目标，工作、备用两套控制系统控制N(N≥1)台变频器协调工作，变频器把自身的各类工作控制量及状态量，通过高速光纤通讯传给控制系统，工作、备用控制系统使得变频器系统连续稳定工作。

所述的工作、备用控制系统控制机部分均包括主控板、光纤通讯板、电源板、背板，主控板处理核心控制算法，主要进行系统控制、变频器控制；光纤通讯板是控制系统互联以及与各变频器进行数据交换的接口；电源板用于提供各个板卡需要的电源，背板用于各板卡之间的电和数据传输；

所述的变频器的控制机部分包括主控板、光纤通讯板、电源板、背板，主控板处理核心控制算法，主要进行变频器控制；光纤通讯板是变频器与控制系统进行数据交换的接口，变频器的光纤通讯板本身具有光纤通讯接口，可以用板卡的冗余接口做为与控制系统通讯的扩展口；电源板用于提供各个板卡需要的电源，背板用于各板卡之间的电和数据传输。

所述的光纤通讯为以光纤为介质的高速串行通讯。所述的控制系统及变频器控制机部分的主控板芯片为CPLD、FPGA、DSP、或单片机。

工作、备用两套控制系统按照系统控制指令进行工作，N(N≥1)台高压变频器工作系统按照变频器控制指令进行工作，变频器控制指令由工作、备用控制系统发出。正常工作时，N(N≥1)台高压变频器使用工作控制系统发出的变频器控制指令工作，当N(N≥1)台高压变频器无法接收到工作控制系统发出的变频器控制指令时，使用备用控制系统发出的备用变频器控制指令进行工作。

与现有技术相比，本实用新型的优点为是：

1.不用增加PLC，极大的减少了系统成本。

2.光纤通讯高效稳定，减少了传输时延，增加了控制信息的传输距离。

3.采用工作、备用控制系统的N(N≥1)台高压变频器系统，即降低变频器控制系统故障率，又提高系统连续运行质量，大大提高了变频器系统工作的稳定性。

附图说明

图1为控制系统控制机功能示意图。

图2为高压变频器控制机功能示意图。

图3为一种高压变频器控制系统热备用拓扑结构功能示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

一种高压变频器控制系统热备用拓扑结构，以工作、备用两套控制系统为核心控制部分，以高速光纤通讯方式为传输媒介，以N(N≥1)台变频器为控制目标，工作、备用两套控制系统控制N(N≥1)台变频器协调工作，变频器把自身的各类工作控制量及状态量，通过高速光纤通讯传给控制系统，工作、备用控制系统使得变频器系统连续稳定工作。

见图1，所述的工作控制系统、备用控制系统的控制机部分，包括主控板、光纤通讯板、电源板、背板。主控板处理核心控制算法，主要进行系统控制、变频器控制；光纤通讯板是控制系统互联以及与各变频器进行数据交换的接口；电源板用于提供各个板卡需要的电源，背板用于各板卡之间的电和数据传输。

见图2，所述的变频器主要指变频器的控制机部分，包括主控板、光纤通讯板、电源板、背板。主控板处理核心控制算法，主要进行变频器控制；光纤通讯板是变频器与控制系统进行数据交换的接口，变频器的光纤通讯板本身具有光纤通讯，这样可以用板卡的冗余接口做与控制系统的通讯扩展口，以节约成本；电源板用于提供各个板卡需要的电源，背板用于各板卡之间的电和数据传输。

见图3，一种高压变频器控制系统热备用拓扑结构，以工作、备用控制系统为核心控制部分，以N(N≥1)台变频器为传输目标，以光纤为传输媒介。控制系统兼顾N(N≥1)台变频器协调工作，把各类控制指令(如升速、降速等控制命令)先由DSP芯片进行简单判断计算处理，再由高速光纤通讯传给变频器，对变频器进行控制。工作控制系统为主控制指令发出设备，一方面，给备用控制系统发出系统控制指令，一方面，给各台变频器发出变频器控制指令。备用控制系统接收工作控制系统发出的控制指令，给各台变频器发送变频器控制指令。工作控制系统与备用控制系统发出相同的控制指令给各个变频器。各台变频器同时接收工作、备用控制系统的变频器控制指令，当收到两路控制指令时，以工作控制系统发出的变频器控制指令运行；当工作控制系统发出的变频器控制指令不能到达各台变频器时，变频器按照备用控制系统发出的备用控制指令工作。变频器把自身的各类工作控制量及状态量，通过高速光纤通讯传给控制系统，这样控制系统就可以得到变频器的运行状态进行观测，处理和分析。由于光纤通讯距离远，抗干扰能力强，工作、备用控制系统的摆放位置取决于变频器的位置：如果是单台变频器，可以把工作、备用控制系统摆放在靠近变频器的位置；如果现场有多台变频器设备，要兼顾各个变频器的位置，找一个离所有变频器距离都近的位置去摆放。控制系统的DSP芯片在传输处理传输信号的同时，还要传给变频器控制机一个时钟同步信号，用于保持信号上传时序，防止传输错误。

所述的高速光纤通讯，是以光纤为介质进行的串行数据通讯，也可采用其他通讯协议。

本实施例一种高压变频器控制系统热备用拓扑结构以光纤为介质的高速串行通讯为例，但不限于以光纤为介质的高速串行通讯，它包括并行数据通讯，无线数据通讯以及电缆为介质的串行通讯。

本实施例一种高压变频器控制系统热备用拓扑结构实现的主控芯片以DSP芯片为例，但不限于DSP芯片，还可以为CPLD、单片机、ARM。

Claims (3)

1.一种高压变频器控制系统热备用拓扑结构，其特征在于，以工作、备用两套控制系统为核心控制部分，以高速光纤通讯方式为传输媒介，以N(N≥1)台变频器为控制目标，工作、备用两套控制系统控制N(N≥1)台变频器协调工作，变频器把自身的各类工作控制量及状态量，通过高速光纤通讯传给控制系统，工作、备用控制系统使得变频器系统连续稳定工作；

所述的工作、备用控制系统控制机部分均包括主控板、光纤通讯板、电源板、背板，主控板进行系统控制、变频器控制；光纤通讯板是控制系统互联以及与各变频器进行数据交换的接口；电源板用于提供各个板卡需要的电源，背板用于各板卡之间的电和数据传输；

所述的变频器的控制机部分包括主控板、光纤通讯板、电源板、背板，主控板进行变频器控制；光纤通讯板是变频器与控制系统进行数据交换的接口，变频器的光纤通讯板本身具有光纤通讯接口，可以用板卡的冗余接口做为与控制系统通讯的扩展口；电源板用于提供各个板卡需要的电源，背板用于各板卡之间的电和数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种高压变频器控制系统热备用拓扑结构，其特征在于，所述的光纤通讯为以光纤为介质的高速串行通讯。

3.根据权利要求1所述的一种高压变频器控制系统热备用拓扑结构，其特征在于，所述的控制系统及变频器控制机部分的主控板芯片为CPLD、FPGA、DSP、或单片机。