CN108536047A - 一种网络型压力控制变频器*** - Google Patents

一种网络型压力控制变频器*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种网络型压力控制变频器***，包括压力控制变频器以及通过网络接入该压力控制变频器的智能终端，所述压力控制变频器包括电源单元、逆变单元、驱动单元、故障检测单元、控制单元以及WIFI通讯单元，其中，WIFI通讯单元用于与所述智能终端无线数据传输，控制单元中设置指令解析模块，所述指令解析模块用于解析智能终端发送的控制指令并以此设置所述压力控制变频器工作参数。与现有技术相比较，本发明技术方案具有以下优点：1、有效地解决了传统压力控制变频器参数设置复杂，故障代码无法明确表述故障原因的问题。2、该远程控制变频器还可以用于远程监控，批量监控，远程调试等场景。

Description

一种网络型压力控制变频器***
技术领域
本发明涉及压力控制变频器，尤其涉及一种网络型压力控制变频器***。
背景技术
现有技术中，压力控制变频器主要采用变频调速实施压力控制，使压力保持恒定或跟随设定压力变化。比如，目前市场上用于控制水泵启停的变频器主要由止回阀、流量传感器、压力传感器、线路板、控制面板等组成，目前通常通过控制面板设置变频器的参数。但由于压力控制变频器在用于不同的应用条件时，需要设置的参数较多，通常需要专业的人员安装调试后才能正常使用；在使用过程中需要改变变频器阐述参数设置的时候，也需要通过控制面板按键输入，然而通常面板上的按键有限，需要参照说明书复用按键输入，输入过程繁琐，非专业人员难以操作。同时由于变频器的故障参数较多，通常有逆变单元故障，过流保护，过压保护，欠压保护，过载保护，缺相保护，通讯故障，过热故障，压力传感器等十几项故障参数。而一旦变频器发生故障，必须根据说明书查询到故障代码对应的故障原因，再排除故障，操作比较复杂。
故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种网络型压力控制变频器***，用户可以通过智能终端远程设置压力控制变频器的稳压的压力，启动压力等相关参数，能够实时查看压力控制变频器的频率，压力，功率等信息，同时当变频器出现故障时，可以通过智能终端显示故障代码、故障原因和故障解决方法，有效地解决了传统压力控制变频器参数设置复杂，故障代码无法明确表述故障原因等技术问题。
为了解决现有技术存在的技术问题，本发明的技术方案如下：
一种网络型压力控制变频器***，包括压力控制变频器以及通过网络接入该压力控制变频器的智能终端，所述压力控制变频器包括电源单元、逆变单元、驱动单元、故障检测单元、控制单元以及WIFI通讯单元，其中，
所述电源单元用于将交流输入转换为直流高压输出给所述逆变单元以及为该电路提供电源供电；
所述逆变单元用于将直流高压转换为一定频率的交流信号以驱动外部设备；
所述驱动单元用于根据所述控制单元的控制信号产生驱动信号以控制所述逆变单元的输出信号；
所述故障检测单元用于检测所述电源单元、逆变单元和驱动单元的工作故障并将故障信息发送给所述控制单元；
所述WIFI通讯单元用于与所述智能终端无线数据传输，接收智能终端的控制指令以及将压力控制变频器运行信息发送给智能终端；
所述控制单元中设置指令解析模块，所述指令解析模块用于解析智能终端发送的控制指令并以此设置所述压力控制变频器工作参数。
作为优选的技术方案，所述控制单元获取所述故障检测单元的故障信息并对每个故障信息分配唯一标识码，以及通过所述WIFI通讯单元将故障信息发送给智能终端。
作为优选的技术方案，所述智能终端中设置匹配模块，所述匹配模块用于识别故障信息并显示该故障信息的原因及解决方案信息；每个故障信息的原因及解决方案信息预先存储在智能终端中。
作为优选的技术方案，所述控制单元采集处理压力信号，并根据压力信号做PID运算输出PWM控制信号以控制所述驱动单元。
作为优选的技术方案，所述逆变单元采用智能功率(IPM)模块。
5.根据权利要求4所述的网络型压力控制变频器***，其特征在于，所述智能功率模块的型号为fsbb30ch60。
作为优选的技术方案，所述控制单元采用型号为SPMC75F2313的单片机。
作为优选的技术方案，所述WIFI通讯单元进一步包括WIFI模块和电平匹配回路，所述电平匹配回路用于实现所述控制单元与所述WIFI模块之间的电平匹配以进行数据传输。
作为优选的技术方案，所述WIFI模块与所述电平匹配回路之间采用串口通讯。
作为优选的技术方案，所述电平匹配回路与所述控制单元之间采用串口通讯。
作为优选的技术方案，所述电平匹配回路采用单片机实现。
与现有技术相比较，本发明技术方案具有以下优点：1、有效地解决了传统压力控制变频器参数设置复杂，故障代码无法明确表述故障原因的问题。2、该远程控制变频器还可以用于远程监控，批量监控，远程调试等场景。
附图说明
图1为本发明网络型压力控制变频器***的原理框图。
图2为本发明中电源单元的电路原理图。
图3为逆变单元的电路原理图。
图4为驱动单元的电路原理图。
图5为故障检测单元的电路原理图。
图6为控制单元的电路原理图。
图7为WIFI通讯单元的电路原理图。
如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明提供的石墨烯复合粉体材料及其制备方法作进一步说明。
参见图1，所示为本发明网络型压力控制变频器***的原理框图，包括压力控制变频器以及通过网络接入该压力控制变频器的智能终端，从而能够通过智能终端APP监控变频器运行状态。
压力控制变频器包括电源单元、逆变单元、驱动单元、故障检测单元、控制单元以及WIFI通讯单元，其中，
电源单元用于将交流输入转换为直流高压输出给逆变单元以及为该电路提供电源供电；
逆变单元用于将直流高压转换为一定频率的交流信号以驱动外部设备；
驱动单元用于根据控制单元的控制信号产生驱动信号以控制逆变单元的输出信号；
故障检测单元用于检测电源单元、逆变单元和驱动单元的工作故障并将故障信息发送给控制单元；
WIFI通讯单元用于与智能终端无线数据传输，接收智能终端的控制指令以及将压力控制变频器运行信息发送给智能终端；
控制单元中设置指令解析模块，指令解析模块用于解析智能终端发送的控制指令并以此设置压力控制变频器工作参数。
采用上述技术方案，由于设置了WIFI通讯单元以及再控制单元中设置指令解析模块，从而实现通过智能终端设置变频器的相关参数，同时还可以通过智能终端远程监控，批量监控，远程调试等。
在本发明中，设置故障检测单元，从而控制单元能够获取各种故障信息，同时对每个故障信息分配唯一标识码，并通过WIFI通讯单元将故障信息发送给智能终端。这样，智能终端就能方便的获取压力控制变频器的故障信息。
进一步的，在智能终端中设置匹配模块，匹配模块用于识别故障信息并显示该故障信息的原因及解决方案信息；每个故障信息的原因及解决方案信息预先存储在智能终端中。采用上述技术方案，可以通过智能终端显示故障代码，故障原因和故障解决方法，有效地解决了传统压力控制变频器参数设置复杂，故障代码无法明确表述故障原因等问题。
参见图2，所示为本发明中电源单元的电路原理图，主要实现的功能是将输入的交流电压AC220V转化为变频器逆变电路所需要的400V直流电压，以及驱动单元提供所需要的DC15V电压，控制单元所需要的DC5V电压。电源单元的电路组成以及具体的电路连接详见图2，再次不再赘述。
参见图3，所示为本发明中逆变单元的电路原理图，逆变单元主要功能是根据控制单元的控制要求将整流滤波电路所提供的DC400V直流电转换为AC220V(20-50Hz)的交流电。其中，逆变单元采用智能功率(IPM)模块更具体为采用型号为fsbb30ch60智能功率模块。控制智能功率(IPM)模块的驱动信号由驱动单元产生。逆变单元的电路组成以及具体的电路连接详见图3，再次不再赘述。
参见图4，所示为本发明中驱动单元的电路原理图，驱动单元用于根据控制单元所产生的PWM波形控制信号，驱动IPM模块。驱动单元采用6路光耦输出，其电路组成以及具体的电路连接详见图4，再次不再赘述。
参见图5，所示为本发明中故障检测单元的电路原理图，故障检测单元主要功能是用于及时检测运行中的故障信息并发送给控制单元，从而防止变频器运行过程中因过电压，过电流，缺相，短路等故障所造成的变频器损坏。其电路组成以及具体的电路连接详见图5，再次不再赘述。
参见图6，所示为本发明中控制单元的电路原理图，控制单元根据采集传感信息以及智能终端的控制指令控制压力控制变频器的工作，主要有采集处理压力信号，根据压力信号做PID运算并输出相应的PWM波形，与WIFI通讯单元通讯上传变频器的当前运行参数，根据APP下发的指令控制相关电路等。进一步的，控制单元采用型号为SPMC75F2313的单片机。该单片机为凌阳变频控制专用单片机，从而能够降低电路复杂度及成本。
参见图7，所示为本发明中WIFI通讯单元的电路原理图，WIFI通讯单元包括进一步包括WIFI模块和电平匹配回路，主要功能主要是将控制单元上传的变频器运行数据上报给APP，接收APP所下发的数据并传送给控制单元。
本发明针对WIFI控制电路部分技术进行创新，该部分的主要功能是可以通过WIFI模块TYWE1S上传变频器的实时参数，同时也可以接收手机APP下发的指令，达到监控变频器的目的。其中，设置电平匹配回路实现控制单元与WIFI模块之间的电平匹配以进行数据传输。WIFI模块与电平匹配回路之间采用串口通讯，电平匹配回路与控制单元之间采用串口通讯。进一步的，电平匹配回路采用单片机实现。也即，本发明采用双核控制，从而有效缓解了控制单元的工作压力，在电平匹配回路中专门设置单片机处理无线数据传输，也提高了无线数据传输的效率和准确性。
具体的，如图7所示，电平匹配回路包括逻辑控制芯片U101，滤波电容C107，接线端子P3、P4，电阻R5；人机界面回路包括限流电阻R118、R119、R120、R121，电源指示灯R101，故障指示灯R102，网络指示灯R103，复位按键K1；直流降压回路包括滤波电容C119，三端稳压芯片U105，电解电容C115；WIFI模块回路包括外接天线FR1，电阻R122，WIFI模块U104。逻辑控制芯片101采用单片机PIC1575，与端子P3和端子P4连接，滤波电容并联在U101的电源输入两端。R118、R119、R120、R121的一端分别于D101、D102、D103、K1串联，另一端与逻辑控制芯片U101的8、13、12、7引脚相连接。滤波电容C119并联在U105的1引脚与3引脚两端。的滤波电容C115并联在U105的1引脚与2引脚两端。的WIFI天线FR1与WIFI模块的10引脚相连接。其中WIFI单元中的P3端子的1、2引脚与控制单元的P6端子的1、2引脚相连接，用于给WIFI控制电路提供DC5V的直流电源。端子P4为逻辑控制芯片U101的程序下载端口，用于下载WIFI控制程序。U101的8、12、13引脚与3个LED灯相连接，分别用于控制3个LED灯。U101的7引脚与按钮开关K1连接，用于复位WIFI模块，当按下复位按钮时U101接收到按钮的复位信号后，通过串口TX2，RX2将复位信号传送给WIFI模块U104，WIFI模块接收到复位信号后，复位WIFI模块，清楚保存在WIFI模块中的路由器数据。
端子P3的3、4引脚与控制单元的P6端子的3、4引脚相连接，用于控制单元与WIFI控制单元之间的串口通讯，变频器运行产生的相关参数通过该串口发送给WIFI控制单元的逻辑控制芯片U101，U101再通过5、6引脚与WIFI模块通讯，WIFI模块将串口电平转换为WIFI无线通讯标准后接入互联网，再通过互联网云平台将数据传送到APP端；相同的当APP下发指令时，手机通过GPRS或WIFI将指令发送给互联网云平台，互联网云平台通过WIFI标准数据协议将指令传送给WIFI模块U104，WIFI模块U104通过2,3串口引脚将指令发送给U101,U101再通过串口引脚10、11发送给MCU控制单元，MCU控制单元再根据接收到的指令执行相应的动作。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种网络型压力控制变频器***，其特征在于，包括压力控制变频器以及通过网络接入该压力控制变频器的智能终端，所述压力控制变频器包括电源单元、逆变单元、驱动单元、故障检测单元、控制单元以及WIFI通讯单元，其中，
所述电源单元用于将交流输入转换为直流高压输出给所述逆变单元以及为该电路提供电源供电；
所述逆变单元用于将直流高压转换为一定频率的交流信号以驱动外部设备；
所述驱动单元用于根据所述控制单元的控制信号产生驱动信号以控制所述逆变单元的输出信号；
所述故障检测单元用于检测所述电源单元、逆变单元和驱动单元的工作故障并将故障信息发送给所述控制单元；
所述WIFI通讯单元用于与所述智能终端无线数据传输，接收智能终端的控制指令以及将压力控制变频器运行信息发送给智能终端；
所述控制单元中设置指令解析模块，所述指令解析模块用于解析智能终端发送的控制指令并以此设置所述压力控制变频器工作参数。
2.根据权利要求1所述的网络型压力控制变频器***，其特征在于，所述控制单元获取所述故障检测单元的故障信息并对每个故障信息分配唯一标识码，以及通过所述WIFI通讯单元将故障信息发送给智能终端。
3.根据权利要求2所述的网络型压力控制变频器***，其特征在于，所述智能终端中设置匹配模块，所述匹配模块用于识别故障信息并显示该故障信息的原因及解决方案信息；每个故障信息的原因及解决方案信息预先存储在智能终端中。
4.根据权利要求3所述的网络型压力控制变频器***，其特征在于，所述控制单元采集处理压力信号，并根据压力信号做PID运算输出PWM控制信号以控制所述驱动单元。
5.根据权利要求3所述的网络型压力控制变频器***，其特征在于，所述逆变单元采用智能功率(IPM)模块。
6.根据权利要求5所述的网络型压力控制变频器***，其特征在于，所述智能功率模块的型号为fsbb30ch60。
7.根据权利要求3所述的网络型压力控制变频器***，其特征在于，所述控制单元采用型号为SPMC75F2313的单片机。
8.根据权利要求3所述的网络型压力控制变频器***，其特征在于，所述WIFI通讯单元进一步包括WIFI模块和电平匹配回路，所述电平匹配回路用于实现所述控制单元与所述WIFI模块之间的电平匹配以进行数据传输。
9.根据权利要求8所述的网络型压力控制变频器***，其特征在于，所述WIFI模块与所述电平匹配回路之间采用串口通讯。
10.根据权利要求8所述的网络型压力控制变频器***，其特征在于，所述电平匹配回路与所述控制单元之间采用串口通讯。
11.根据权利要求8所述的网络型压力控制变频器***，其特征在于，所述电平匹配回路采用单片机实现。
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