一種基于高壓變頻器的多機環(huán)網(wǎng)通訊控制拓撲結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于高壓變頻器的多機環(huán)網(wǎng)通訊控制拓撲結(jié)構(gòu)，包括多臺高壓變頻器，所述高壓變頻器由通訊光纖首尾相連成環(huán)網(wǎng)狀，所述高壓變頻器包括控制信號數(shù)據(jù)處理CPU板和控制信號傳輸PWM板，CPU板與PWM板通過地址總線與數(shù)據(jù)總線連接，所述通訊光纖與相鄰兩臺高壓變頻器的PWM板的光纖口相連，控制信號經(jīng)CPU生成控制數(shù)據(jù)，由高壓變頻器的PWM板發(fā)送，由與它相連的下一臺高壓變頻器的PWM板接收，同時由接收數(shù)據(jù)的高壓變頻器的CPU進行數(shù)據(jù)讀取。本實用新型各高壓變頻器接收到的信號一致，多個高壓變頻器同步運行，可以擴大負載容量，提高安全冗余。因此多變頻控制系統(tǒng)的性能得到很大提高。
【專利說明】 一種基于高壓變頻器的多機環(huán)網(wǎng)通訊控制拓撲結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于高壓變頻器的多機環(huán)網(wǎng)通訊控制拓撲結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，雖然高壓變頻器不斷地向大功率與大容量方向發(fā)展，但是單個高壓變頻器仍然無法滿足超大型負載的要求，因此多機并聯(lián)(多個高壓變頻器同時控制一個大容量電機)或多級傳動控制(多臺變頻控制多個電機同時拖動一個大型負載)成為未來電氣傳動控制的熱點，稱為多變頻控制系統(tǒng)。目前普遍存在的多變頻控制系統(tǒng)中，為了達到各高壓變頻器信號給定的一致性，均采用模擬量信號給定。由于現(xiàn)場工況的復(fù)雜性，模擬量信號會受到電磁干擾，導(dǎo)致各個變頻器給定信號不一致，控制效果并不理本巨
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于高壓變頻器的多機環(huán)網(wǎng)通訊控制拓撲結(jié)構(gòu)，該拓撲結(jié)構(gòu)利用光纖串行通訊，將各個高壓變頻器連接起來，環(huán)繞成網(wǎng)狀，多變頻控制系統(tǒng)的性能將得到很大提高。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]一種基于高壓變頻器的多機環(huán)網(wǎng)通訊控制拓撲結(jié)構(gòu)，包括多臺高壓變頻器，所述高壓變頻器由通訊光纖首尾相連成環(huán)網(wǎng)狀，所述高壓變頻器包括控制信號數(shù)據(jù)處理CPU板和控制信號傳輸PWM板，CPU板與PWM板通過地址總線與數(shù)據(jù)總線連接，所述通訊光纖與相鄰兩臺高壓變頻器的PWM板的光纖口相連，控制信號經(jīng)CPU生成控制數(shù)據(jù)，由高壓變頻器的PWM板發(fā)送，由與它相連的下一臺高壓變頻器的PWM板接收，同時由接收數(shù)據(jù)的高壓變頻器的CPU進行數(shù)據(jù)讀取。
[0006]所述的控制信號傳輸PWM板控制芯片可以選用FPGA或CPLD。
[0007]所述的每臺高壓變頻器設(shè)置3塊控制信號傳輸PWM板，每塊PWM板設(shè)有13對光纖口，其中I對光纖口作為通訊光纖連接口。
[0008]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0009]I)利用光纖串行通訊，將多臺高壓變頻器連接起來，環(huán)繞成網(wǎng)狀進行通訊，通訊的發(fā)送端和接收端均為高壓變頻器的PWM板。將控制信號由1#高壓變頻器輸入，依次通過光纖傳送到其他各個變頻器，傳輸速度極快，光纖傳送信號的速率為lOMbit/s，最高速率達40Mbit/s。因此各個變頻器接收到信號基本是同步的。采用環(huán)網(wǎng)通訊控制各高壓變頻器布局明確，其中的一段光纖斷或通訊不正常，或者其中一個高壓變頻器故障，各高壓變頻器同時故障停機，多個變頻控制的實時性高。避免單變頻停機電流突變，對其它變頻沖擊大，出現(xiàn)變頻過壓、過流的現(xiàn)象。
[0010]2)變頻器用光纖長距離傳輸信號時，損耗低信號更加準(zhǔn)確。光纖的原材料資源豐富，用光纖可節(jié)約金屬材料，節(jié)約成本。
[0011]3)每臺高壓變頻器設(shè)置3個PWM板，每個PWM板設(shè)有13對光纖口，因此可以作為環(huán)網(wǎng)通訊的光纖口共有39個選擇，可選擇性強，安全性高。用于環(huán)網(wǎng)通訊所采用的光纖口，是PWM板上固有存在的，不用額外開發(fā)硬件，節(jié)省了成本。
[0012]4)采用光信號傳輸，由于數(shù)字信號抗干擾能力強，不會受到現(xiàn)場工況電磁場的影響，將數(shù)字信號代替模擬量信號，傳輸信號的準(zhǔn)確性得到保證，各高壓變頻器接收到的信號一致。多個高壓變頻器同步運行，可以擴大負載容量，提高安全冗余。因此多變頻控制系統(tǒng)的性能得到很大提聞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為η臺高壓變頻器環(huán)網(wǎng)通訊拓撲結(jié)構(gòu)。
[0014]圖2為η臺高壓變頻器環(huán)網(wǎng)通訊控制數(shù)據(jù)走向示意圖。
[0015]圖3為I臺高壓變頻器CPU板與PWM板用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡刂房偩€與數(shù)據(jù)總線連線簡圖。
[0016]圖4為η臺高壓變頻器環(huán)網(wǎng)通訊時光纖連接的方法實例圖。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進一步說明:
[0018]見圖1，η臺高壓變頻器環(huán)網(wǎng)通訊拓撲結(jié)構(gòu)。圖中控制信號首先在1#變頻器設(shè)置，1#變頻器通過光纖將控制數(shù)據(jù)傳送到2#變頻器，2#變頻器再通過光纖將控制數(shù)據(jù)傳送到3#變頻器，3#變頻器再依次通過光纖將控制數(shù)據(jù)傳送到n#變頻器，最后傳送到1#變頻器，數(shù)據(jù)通訊環(huán)繞形成網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)。
[0019]見圖2，η臺高壓變頻器環(huán)網(wǎng)通訊控制數(shù)據(jù)走向示意圖。圖中控制信號首先在1#變頻器設(shè)置，通過CPU板進行計算，生成控制數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)總線與地址總線將控制數(shù)據(jù)傳入用于環(huán)網(wǎng)通訊的PWM板；1#變頻器通過PWM板經(jīng)過光纖將控制數(shù)據(jù)傳入2#變頻器用于環(huán)網(wǎng)通訊的PWM板，2#變頻器的CPU板讀取PWM板內(nèi)的控制數(shù)據(jù)，應(yīng)用這些數(shù)據(jù)，然后將此數(shù)據(jù)原封不動的傳入PWM板，2#變頻器通過PWM板經(jīng)過光纖將控制數(shù)據(jù)傳入3#變頻器用于環(huán)網(wǎng)通訊的PWM板；依次采用此種數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，將控制?shù)據(jù)傳入n#變頻器，最后將控制數(shù)據(jù)傳回1#變頻器。
[0020]見圖3，I臺高壓變頻器CPU板與3塊PWM板用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡刂房偩€與數(shù)據(jù)總線連線簡圖。圖中 Addrl、Addr2----Addr8 為 8 位地址總線；Dinoutl、Dinout2----Dinoutl6
為16位數(shù)據(jù)總線；Cs為板卡片選信號；Wr為寫信號；Rd為讀信號。CPU選中一個PWM板時(PWMA、PWMB或PWMC)，將Wr置低電平時，CPU板通過地址總線與數(shù)據(jù)總線將數(shù)據(jù)寫入對應(yīng)的PWM板；將Rd置低電平時，CPU板通過地址總線與數(shù)據(jù)總線從對應(yīng)的PWM板中讀取數(shù)據(jù)。
[0021]見圖4，η臺高壓變頻器環(huán)網(wǎng)通訊時，光纖連接的方法實例圖。每個PWM板都是用于環(huán)網(wǎng)通訊的，都共有13對光纖口。其中，左邊的T表示用于發(fā)送數(shù)據(jù)，右邊的R用于接收數(shù)據(jù)。每個PWM板中，用于環(huán)網(wǎng)通訊的光纖口是可以隨機選擇的。如圖，第一臺高壓變頻器，用第2個光纖口發(fā)送數(shù)據(jù)；第二臺高壓變頻器通過第4個光纖口接收到第一臺高壓變頻器發(fā)出的數(shù)據(jù)，又通過第4個光纖口將數(shù)據(jù)發(fā)送；第三臺高壓變頻器通過第11個光纖口接收到第二臺高壓變頻器發(fā)出的數(shù)據(jù)，又通過第11個光纖口將數(shù)據(jù)發(fā)送；一直到第η臺高壓變頻器通過第9個光纖口接收到第n-Ι臺高壓變頻器發(fā)出的數(shù)據(jù)，又通過第9個光纖口 ；最后第一臺高壓變頻器通過第2個光纖口接收到第η臺高壓變頻器發(fā)出的數(shù)據(jù)。
[0022]上面所述僅是本實用新型的基本原理，并非對本實用新型作任何限制，凡是依據(jù)本實用新型對其進行等同變化和修飾，均在本專利技術(shù)保護方案的范疇之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于高壓變頻器的多機環(huán)網(wǎng)通訊控制拓撲結(jié)構(gòu)，包括多臺高壓變頻器，其特征在于，所述高壓變頻器由通訊光纖首尾相連成環(huán)網(wǎng)狀，所述高壓變頻器包括控制信號數(shù)據(jù)處理CPU板和控制信號傳輸PWM板，CPU板與PWM板通過地址總線與數(shù)據(jù)總線連接，所述通訊光纖與相鄰兩臺高壓變頻器的PWM板的光纖口相連，控制信號經(jīng)CPU生成控制數(shù)據(jù)，由高壓變頻器的PWM板發(fā)送，由與它相連的下一臺高壓變頻器的PWM板接收，同時由接收數(shù)據(jù)的高壓變頻器的CPU進行數(shù)據(jù)讀取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高壓變頻器的多機環(huán)網(wǎng)通訊控制拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的控制信號傳輸PWM板控制芯片可以選用FPGA或CPLD。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高壓變頻器的多機環(huán)網(wǎng)通訊控制拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的每臺高壓變頻器設(shè)置3塊控制信號傳輸PWM板，每塊PWM板設(shè)有13對光纖口，其中I對光纖口作為通訊光纖連接口。
【文檔編號】G05B19/418GK204116916SQ201420492693
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】于吉帥, 曹鵬, 李太峰, 劉洋, 伍鵬, 劉相鶴, 孫錫星, 郝爽, 張丹 申請人:遼寧榮信電氣傳動技術(shù)有限責(zé)任公司