[發明專利]一種基于網關技術的高壓變頻器遠程監控系統及其實現方法

有效

• 申請號: 201210210707.6
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN102722135A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 肖鐵妹;穆慧靈;王勇;劉松斌;陳小磊
• 申請（專利權）人: 北京金自能源科技發展有限公司;北京金自天正智能控制股份有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 姜榮麗

技術領域

本發明屬于高壓變頻系統遠程通訊的技術領域，具體涉及一種基于網關技術的高壓變頻器遠程監控系統的實現方法。

背景技術

高壓變頻調速技術經過多年的發展與應用，在調速性能、節電效果、改善設備的運行工況、提高系統的安全可靠性和設備利用率、以及延長設備使用壽命等方面的優勢得到了充分的體現，已廣泛應用于電力、冶金、石油化工、供水、水泥、采礦等行業。隨著工業自動化程度的提高，在保證高壓變頻器本身可靠運行的基礎上，很多用戶要求建立高壓變頻器的遠程監控系統，實現高壓變頻器的遠程啟停控制、系統實時運行狀態的顯示、電壓和電流等主要物理量的趨勢查詢、以及報警故障信息的查詢。這就需要建立高壓變頻器與可編程邏輯控制器（PLC）、上位機之間的數據傳輸通道，保證上位機的控制指令準確下達給高壓變頻器，并循環讀取高壓變頻器的實時運行狀態。其中高壓變頻器與PLC之間的數據傳輸是關鍵，目前實現高壓變頻器與PLC之間數據傳輸的方式主要有兩種：

方式一：采用信號線直接將高壓變頻器的相關信號接到PLC的I/O模塊，這種方式下系統的接線工作量大，系統復雜度提高，信號傳輸速率慢，且交互的信號量有限。

方式二：在PLC中加裝MODBUS通訊模塊。目前，大多廠家的高壓變頻器產品都采用基于MODBUS協議的RS485串行通訊接口，可在PLC中加裝MODBUS通訊模塊，但加裝MODBUS通訊模塊的同時還要安裝與之配套的硬件狗，系統成本大幅提高，另外，這種方式下MODBUS通訊電纜走線距離和環境都將可能降低整個通訊系統的抗干擾性，性價比較低。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的問題，提出一種基于網關技術的高壓變頻器遠程監控系統及其實現方法。

所述的遠程監控系統中，采用MODBUS-PROFIBUS串行網關作為帶RS485串行通訊接口的高壓變頻器與帶PROFIBUS-DP通訊接口的PLC間的協議轉換設備，使得高壓變頻器不進行任何編程即可接入PROFIBUS-DP現場總線網絡，實現高壓變頻器的遠程監控。

本發明構建的高壓變頻器的遠程監控系統，包括高壓變頻器、MODBUS-PROFIBUS串行網關、PLC和上位機。其中，高壓變頻器與MODBUS-PROFIBUS串行網關之間通過RS485串行通訊電纜聯接，MODBUS-PROFIBUS串行網關與PLC之間通過PROFIBUS-DP電纜聯接，PLC與上位機之間通過工業以太網實現聯接，為了提高系統通訊線路的抗干擾性，將MODBUS-PROFIBUS串行網關安裝在高壓變頻器內。

MODBUS-PROFIBUS串行網關實現了高壓變頻器與PLC之間的通訊聯接，使得高壓變頻器不進行任何編程即可接入PROFIBUS-DP現場總線網絡。MODBUS-PROFIBUS串行網關與高壓變頻器之間通訊采用MODBUS通訊協議，MODBUS-PROFIBUS串行網關為主站，高壓變頻器為從站；PLC與MODBUS-PROFIBUS串行網關之間通訊采用PROFIBUS-DP通訊協議，PLC為主站，MODBUS-PROFIBUS串行網關為從站。

上位機通過以太網與PLC中的通訊模塊相聯，實現高壓變頻器遠程管理和實時監控，能夠實現參數設定、運行監控和故障監控。參數設定：可以對高壓變頻器進行手動和自動調速模式的選擇，采用手動調速模式時，可以設置高壓變頻器運行的頻率，如果選擇自動控制模式，可以根據系統采集的反饋信號實現高壓變頻器的自動調速控制。

上位機能進行運行狀態的監控，能夠實現從PLC中讀取高壓變頻器運行的輸出電流、輸出電壓和輸出頻率，同時，對所執行的操作和出現的故障能用模擬指示燈進行顯示；上位機能夠對高壓變頻器系統進行啟動、停止和系統復位操作。

上位機可以對高壓變頻器運行過程中出現的故障進行實時監控，并且可以保留歷史故障，便于系統維護。

本發明的優點在于：系統硬件搭建后，只需在PLC軟件編程環境中對MODBUS-PROFIBUS串行網關進行簡單的配置，PLC就可像讀寫器I/O模塊一樣對高壓變頻器進行數據讀寫，系統實現簡單，省去了很多有關通訊協議的編程工作，提高了工作效率。并且，MODBUS-PROFIBUS串行網關安裝于變頻器中，確保了系統通訊線路較高的抗干擾性。

附圖說明

圖1是本發明中基于網關技術的高壓變頻器遠程監控系統的系統配置圖；

圖2是微硬創新PBMD485-K20?MODBUS-PROFIBUS串行網關外觀圖；

圖3是基于網關技術的高壓變頻器遠程監控系統實現的流程圖。