可通信、智能化帶現(xiàn)場總線接口的軟起動器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種可通信、智能化帶現(xiàn)場總線接口的軟起動器，其特征在于：包括信號采集、信號處理、主ＣＰＵ、ＣＰＬＤ信號處理、控作顯示、晶閘管觸發(fā)控制電路、晶閘管、接觸器功率模塊、３８０Ｖ開關(guān)電源、ＭｏｄＢｕｓ通信接口、數(shù)字量輸入／輸出、模擬量輸出接口；信號按下述方式傳遞：從電動機(jī)處信號采集、經(jīng)由信號處理、到主ＣＰＵ、ＣＰＬＤ信號處理、控作顯示、ＣＰＬＤ信號處理到晶閘管觸發(fā)控制電路，晶閘管、接觸器功率模塊再回到電動機(jī)處。為使該軟起動器具有多功能，在ＣＰＵ里固化了軟件構(gòu)成流程。采用全數(shù)字控制，圖形數(shù)字菜單操作，集控制，測量，保護(hù)功能于一身，功能強(qiáng)大，操作直觀，性能可靠，是高性價比的軟起動器。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
?可通信、智能化帶現(xiàn)場總線接口的軟起動器
本專利技術(shù)涉及一種可通信、智能化帶現(xiàn)場總線接口的軟起動器，屬于現(xiàn)場總線

技術(shù)介紹
軟起動器用于三相交流異步電動機(jī)的控制，它綜合微處理器和晶閘管技術(shù)，通過控制晶閘管的觸發(fā)脈沖相位來調(diào)節(jié)電動機(jī)的供電電壓，以改善感應(yīng)電動機(jī)的起動和制動過程，使電機(jī)的平穩(wěn)起動和制動，同時降低起動電流對電網(wǎng)的沖擊。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，軟起動器得到了越耒越廣泛的應(yīng)用，目前雖然變頻技術(shù)高度發(fā)展，變頻器的控制性能優(yōu)于軟起動器，今天仍然無法取代軟起動器。國際上各大電氣公司都有軟起動器系列產(chǎn)品系列，如Rockwell的SMC?Dialog?Plus，Siemens的3WR系列。中國國內(nèi)起步較晚，八十年代才有少量產(chǎn)品，但近幾年發(fā)展非常快，低壓電器廠商紛紛加入生產(chǎn)制造行列。中國國內(nèi)軟起動器產(chǎn)品以低功能為主，設(shè)計制造水平不高，尚不能與國外先進(jìn)產(chǎn)品競爭。-->因此，有必要開發(fā)研制新的高性能的軟起動器產(chǎn)品。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種軟起動器，該軟起動器帶現(xiàn)場總線接口、具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化特性的高性能軟起動器。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：該軟起動器硬件包括：信號采集、信號處理、主CPU、CPLD信號處理、控作顯示、晶閘管觸發(fā)控制電路、晶閘管、接觸器功率模塊、380V開關(guān)電源、ModBus通信接口、數(shù)字量輸入/輸出、模擬量輸出接口。上述電路的信號傳遞是：從電動機(jī)處信號采集、經(jīng)由信號處理、到主CPU、CPLD信號處理、控作顯示、CPLD信號處理到晶閘管觸發(fā)控制電路，晶閘管、接觸器功率模塊再回到電動機(jī)處，主CPU與數(shù)字量輸入/輸出、模擬量輸出接口信號相互傳遞，ModBus通信接口主CPU信號相互傳遞，380V開關(guān)電源接至信號處理ModBus通信接口。本專利技術(shù)的有益效果：可通信智能化軟起動器是新一代的智能產(chǎn)品，除基本的軟起動控制功能外，內(nèi)置了測量和保護(hù)功能，可檢測主回路的各相電壓、電流，計算電動機(jī)的發(fā)熱對電動機(jī)進(jìn)行保護(hù)，同時可計算起動器的負(fù)載量對起動器進(jìn)行保護(hù)。并內(nèi)置ModBus通信接口，通過外接DeviceNet通信適配器可接入DeviceNet網(wǎng)絡(luò)，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。附圖說明-->圖1為本專利技術(shù)的軟起動器硬件構(gòu)成的原理框圖；圖2(圖2A、圖2B、圖2C、圖2D、圖2E、圖2F、圖2G、圖2H)為本專利技術(shù)的軟起動器硬件構(gòu)成具體線路原理圖圖3為本專利技術(shù)的軟起動器軟件構(gòu)成流程圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本專利技術(shù)作比較詳細(xì)的說明。參照圖1，這是本專利技術(shù)的的軟起動器硬件構(gòu)成的原理框圖。如圖所示，該軟起動器硬件構(gòu)成包括信號采集1、信號處理2、主CPU3、CPLD信號處理4、控作顯示5、晶閘管觸發(fā)控制電路6、晶閘管、接觸器功率模塊7、380V開關(guān)電源8、ModBus通信接口9、數(shù)字量輸入/輸出、模擬量輸出接口10。上述電路的信號傳遞是：從電動機(jī)處信號采集、經(jīng)由信號處理、到主CPU、CPLD信號處理、控作顯示、CPLD信號處理到晶閘管觸發(fā)控制電路，晶閘管、接觸器功率模塊再回到電動機(jī)處，主CPU與數(shù)字量輸入/輸出、模擬量輸出接口信號相互傳遞，ModBus通信接口主CPU信號相互傳遞，380V開關(guān)電源接至信號處理ModBus通信接口。參照圖2(圖2A、圖2B、圖2C、圖2D、圖2E、圖2F、圖2G、圖2H)，這是本專利技術(shù)的軟起動器硬件構(gòu)成具體線路原理圖。如圖2A，這是軟起動器的主CPU的芯片及外圍線路。為使電動機(jī)在起動和停止的過程中保持電壓電流的平穩(wěn)，晶閘管觸發(fā)的精度是-->關(guān)鍵，采用十六位處理器芯片，通過內(nèi)部定時器產(chǎn)生六個等間隔的相位可控的觸發(fā)脈沖前沿，并使用CPLD進(jìn)行邏輯運(yùn)算，形成要求形狀的調(diào)制脈沖觸發(fā)晶閘管，既簡化了硬件電路，節(jié)約了成本，又提高了脈沖定位的準(zhǔn)確性和可靠性。參照圖2B，這是軟起動器的CPLD信號處理，采用M4A5的晶閘管輸出芯片。CPLD是一種復(fù)雜可編程邏輯器件，原來使用中規(guī)模邏輯電路實(shí)現(xiàn)脈沖形成和高頻調(diào)制，元器件多，而且寬度，調(diào)制頻率，占空比都無法保證，需要現(xiàn)場調(diào)整。現(xiàn)改用CPLD通過邏輯編程，很容易達(dá)到預(yù)定的要求。參照圖2C，這是軟起動器的電源電路。電源為開關(guān)電源，使用TOP223芯片，使用定制變壓器，輸出+5V(800mA)，+9V，-9V(為運(yùn)算放大器的電源)，+24V(400mA)為脈沖變壓器和輔助繼電器電源。另外+G24V隔離電源，專供外部輸入信號使用，并且通過穩(wěn)壓器件降為+G5V為通信使用。為了保證穩(wěn)定，+9V，-9V采用三端穩(wěn)壓源。根據(jù)要求算出變壓器參數(shù)，根據(jù)要求，變壓器一共有6路輸出，1路輸入。220V交流電源采用外接380/220變壓器，同時也產(chǎn)生一個12V的同步信號。參照圖2D，這是本專利技術(shù)的軟起動器操作顯示部分，使用了一塊單獨(dú)的8051芯片，以減輕了主芯片的工作量，同時也為以后通信部分(DeviceNet等協(xié)議)的擴(kuò)展留有了空間。-->圖2E，這是軟起動器信息處理電路；圖2F，這是軟起動器數(shù)字量輸入電路；圖2G，這是軟起動器的觸發(fā)控制電路；圖2H，這是軟起動器的模擬量輸出電路。參照圖3，這是本專利技術(shù)的軟起動器軟件構(gòu)成流程圖。如圖所示，軟起動器軟件構(gòu)成流程，其步驟是：從301[上電初始化]開始進(jìn)入302[等待啟動信號]進(jìn)行判斷，如果是，進(jìn)入303[啟動過程]，如果否，重新進(jìn)入302[等待啟動信號]進(jìn)行判斷；303[啟動過程]進(jìn)入304[電動機(jī)運(yùn)行過程]再進(jìn)入305[等待停止信號]進(jìn)行判斷，如果是，進(jìn)入306[停止過程]；如果否，重新進(jìn)入304[電動機(jī)運(yùn)行過程]；306[停止過程]后，如果重新起動，進(jìn)入302[等待啟動信號]進(jìn)行判斷。上述流程從上電初始化后，程序一直等待電動機(jī)的起動信號，在這個過程中，用戶可以通過液晶顯示的操作面板修改相應(yīng)的各種電動機(jī)的相關(guān)的參數(shù)。同時也可以查看一些測量的數(shù)據(jù)，如電壓、頻率等。當(dāng)電動機(jī)處于起動階段，用戶在這時修改的起動參數(shù)要到下一次的起動的時候才會有效，在停止過程中修改停止參數(shù)也是如此。該軟起動器采用全數(shù)字控制，圖形數(shù)字菜單操作，集控制，測量，保護(hù)功能于一身，功能強(qiáng)大，操作直觀，性能可靠，是高性價比的軟起動器。-->雖然本專利技術(shù)已參照上述的實(shí)施例來描述，但是本
中的普通技術(shù)人員，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到以上的實(shí)施例僅是用來說明本專利技術(shù)，應(yīng)理解其中可作各種變化和修改而在廣義上沒有脫離本專利技術(shù)，所以并非作為對本專利技術(shù)的限定，只要在本專利技術(shù)的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述的實(shí)施例的變化、變形都將落入本專利技術(shù)權(quán)利要求的保護(hù)范圍。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
可通信、智能化帶現(xiàn)場總線接口的軟起動器，用于電動機(jī)起動，其特征在于：包括信號采集、信號處理、主ＣＰＵ、ＣＰＬＤ信號處理、控作顯示、晶閘管觸發(fā)控制電路、晶閘管、接觸器功率模塊、３８０Ｖ開關(guān)電源、ＭｏｄＢｕｓ通信接口、數(shù)字量輸入／輸出、模擬量輸出接口；信號下述方式傳遞：從電動機(jī)處信號采集、經(jīng)由信號處理、到主ＣＰＵ、ＣＰＬＤ信號處理、控作顯示、ＣＰＬＤ信號處理到晶閘管觸發(fā)控制電路，晶閘管、接觸器功率模塊再回到電動機(jī)處；為使該軟起動器具有多功能，在ＣＰＵ里固化了軟件構(gòu)成流程。

【技術(shù)特征摘要】
1、可通信、智能化帶現(xiàn)場總線接口的軟起動器，用于電動機(jī)起動，其特征在于：包括信號采集、信號處理、主CPU、CPLD信號處理、控作顯示、晶閘管觸發(fā)控制電路、晶閘管、接觸器功率模塊、380V開關(guān)電源、ModBus通信接口、數(shù)字量輸入/輸出、模擬量輸出接口；信號下述方式傳遞：從電動機(jī)處信號采集、經(jīng)由信號處理、到主CPU、CPLD信號處理、控作顯示、CPLD信號處理到晶閘管觸發(fā)控制電路，晶閘管、接觸器功率模塊再回到電動機(jī)處；為使該軟起動器具有多功能，在CPU里固化了軟件構(gòu)成流程。2、如權(quán)利要求1所述的軟起動器，其特征在于：所述的主CPU，采用十六位處理器芯片。3、如權(quán)利要求1所述的軟起動器，其特征在于：所述的CPLD信號處理電路，采用M4A5的晶閘管輸出芯片。4、如權(quán)利要求1所述的軟起動器，其特征在于：所述的軟起動器的電源電路，是多種電壓的電源，選用TOP223芯片，使用定制...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐方榮，阮于東，
申請(專利權(quán))人：上海電器科學(xué)研究所集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：31[中國|上海]