[实用新型]船用变频器网络控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及船用变频器的网络控制，适用于我国几乎所有船用变频器的控制系统。

背景技术

由于船舶传动控制技术的发展要求，尤其是对控制系统的操作性、传动技术的可靠性和功率的跳变性等的要求提高，国际上多采用变频技术来满足这种发展要求。但我国的船舶目前仍采用传统的液压传动控制技术，在设计调试的时候，数量繁多且体积极大的线缆线圈给设计人员和工作人员造成了很大的不便。同时也对结构设计和布局等环节提出了严刻的要求。一旦发生故障维修，大量的线缆更是增加了维修人员的维修工作量和工作难度。

发明内容

本实用新型的发明目的是为了克服现有船舶液压传动控制技术存在的固有缺点，开发一种基于串口通讯的船用的变频器网络控制系统。

本实用新型的技术解决方案是这样实现的：

一种船用变频器网络控制系统，包括串行总线RS485，其特征在于还包括一个总控单元、一组变频器、异步电动机及其附属的触摸屏，通过Modbus分线盒连接在一起形成一个主从式控制网络系统，该系统还提供一对外的串口接口，并通过通过硬线将船内的疏浚系统监视系统和所述的变频控制系统连在一起，组成一个外网；所述的总控单元从变频器读取变频器的运行参数和状态参数，处理后送给触摸屏以实现对变频器的网络控制；所述变频器的内部装有编码器接口卡，通过RS485与装在异步电动机上的测速编码器将电机的转速信号反馈给变频器，参与变频器的特征控制。

所述的总控单元控制单元包括主CPU、输入输出模块和数字量、模拟量采集处理模块，主CPU通过CAN总线与所述的模块也形成一个主从式通讯网络；主CPU通过CAN总线读取各个从模块的信息，进行处理并根据处理结果进行相应的逻辑处理如充电控制、外部风机控制、刹车控制、船缆的状态信息反馈和处理、应急控制和故障处理。

所述的外网使总控单元在每台变频器通过网络反馈信息的同时还通过硬线以4～20mA电流信号将部分主要信息送往疏浚系统，并同时由变频网络控制系统之外将主要控制命令通过硬线送到变频器以控制电机。

与现有技术相比较，本实用新型的优点主要表现在采用了网络控制方式来实现船用变频器的控制技术，同时又将重要的控制信号和反馈信息通过硬线进行冗余控制处理。这样使得船用变频器控制系统的可靠性、实用性、可操作性和可维修性都得到了很大提高。不仅使船用变频器控制系统前期的调试生产简捷高效，而且大大降低了产品的售后维修成本。

附图说明

图1.变频网络控制系统原理框图；

图2.主控串行网络原理框图。

图中：1、变频网络控制系统  2、监控器  3、疏浚控制系统  4、总控单元  5、变频器  6、编码接口卡  7、异步电动机  8、测速编码器  9、触摸屏10、Modbus分线盒。

具体实施方式

如图1～图2所示的一种船用变频器的网络控制系统。利用串行总线RS485将总控单元与各变频器、电机以及用来显示监控的触摸屏连接在一起组网，形成一个主从式的串行网络如图2。在主控串行网络中，总控单元是主设备，其他节点为从设备，通过Modbus分线盒连接在一起。在200ms的一个周期内，总控单元依次访问一次各从设备，并从各从设备读取相关的信息。

在主控串行网络中，总控单元通过Modbus协议与各从节点即六个变频器和一个触摸屏进行通讯。总控单元从变频器读取变频器的运行参数和状态参数等，处理后送往触摸屏以供工作人员监控。并且当主控单元接收到控制指令的时候，可以通过串行网络对变频器进行控制操作，无需人为操作。总控单元通过RS485与变频器进行通讯的同时，变频器内部的编码接口卡通过RS485与安装在电机上的测速编码器通讯，将电机的速度信号反馈回变频器，参与变频特性控制。在总控单元内部采用串行CAN总线将各个输入输出模块、数字量模拟量采集处理模块等连接在一起，进行数据信息交换和处理。在这个内部网络里，主CPU与其他模块也形成一个主从式的网络通讯。主CPU在每个循环周期内通过CAN总线得到各个从模块的信息，进行数据处理。并且根据数据处理的结果进行相应的逻辑控制，例如充电控制、外部风机控制、刹车控制、船缆的状态信息反馈和处理、应急控制，以及故障处理等。

同时，在变频网络控制系统之外，还采用硬线将主要控制指令送到变频器以控制电机，总控单元在每台变频器通过网络反馈信息的同时还通过硬线以4-20mA电流信号将部分主要信息送往疏浚系统。