一種基于高壓變頻器的編碼器信號采集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種基于高壓變頻器的編碼器信號采集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，N個編碼器被固定安裝在不同N臺電機(jī)上，用于采集每臺電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速，信號采集終端為編碼器提供電源并采集編碼器信號，以光纖通訊方式上傳變頻控制系統(tǒng)，變頻輸出系統(tǒng)經(jīng)由高壓開關(guān)設(shè)備連接N臺電機(jī)，可以實現(xiàn)高壓變頻器對每一臺電機(jī)的調(diào)速控制。本實用新型不僅能夠采集多路速度編碼器信號以實現(xiàn)一臺變頻器控制單臺或多臺電機(jī)，而且采用高速實時的光纖通信代替信號電纜來傳輸編碼器信號，大大提高了信號傳輸速度及抗擾能力，采用這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)極大地提高了變頻控制系統(tǒng)的可靠性。
【專利說明】 一種基于高壓變頻器的編碼器信號采集拓?fù)浣Y(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編碼器信號采集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家對節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的高度重視，高壓變頻技術(shù)得到快速發(fā)展，在高精度轉(zhuǎn)速控制的現(xiàn)場，速度編碼器得到廣泛應(yīng)用，變頻器需要通過采集編碼器信號來獲取電機(jī)實際轉(zhuǎn)速及位置信息，編碼器信號采集的準(zhǔn)確性關(guān)系到變頻系統(tǒng)控制性能的好壞。
[0003]目前，在實際應(yīng)用中，一方面，工業(yè)現(xiàn)場往往采用屏蔽電纜將編碼器信號遠(yuǎn)距離傳輸給變頻控制系統(tǒng)，而惡劣的電磁干擾嚴(yán)重影響著編碼器信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性與可靠性，另一方面，某些特殊現(xiàn)場需要利用一臺高壓變頻器拖動多臺電機(jī)進(jìn)行實際生產(chǎn)，一般變頻控制系統(tǒng)用于編碼器信號采集的接口有限，變頻器廠家需要重新設(shè)計并增加編碼器信號采集的特殊接口，不僅延長了變頻器控制系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)到應(yīng)用的周期，也產(chǎn)生了額外的費用。
[0004]鑒于上述問題，提出了一種基于高壓變頻器的編碼器信號采集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不僅能夠采集多路速度編碼器輸出信號，以實現(xiàn)一臺變頻器控制單臺或多臺電機(jī)，而且采用高速實時的光纖通信代替信號電纜來傳輸編碼器信號，大大提高了傳輸速度及抗擾能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于高壓變頻器的編碼器信號采集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以通過多個信號采集模塊獲取多路編碼器輸出信號，實現(xiàn)一臺高壓變頻器拖動單臺或多臺電機(jī)的功能，利用高速串行光纖通訊進(jìn)行編碼器數(shù)據(jù)傳輸，極大的提高了信號傳輸速度和可靠性。
[0006]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):
[0007]—種基于高壓變頻器的編碼器信號采集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括編碼器、信號采集終端、高壓變頻器，N個編碼器被固定在N個電機(jī)軸上，N個編碼器輸出端連接N個信號采集終端，N個信號采集終端通過光纖與高壓變頻器連接，所述高壓變頻器包括變頻控制系統(tǒng)和變頻輸出系統(tǒng)，所述變頻控制系統(tǒng)上設(shè)有N個擴(kuò)展板，每個擴(kuò)展板上設(shè)有若干個光纖收發(fā)接口，信號采集終端與擴(kuò)展板上的光纖收發(fā)接口連接，可以是一塊擴(kuò)展板連接多個信號采集終端，也可以是多個擴(kuò)展板連接多個信號采集終端，所述變頻輸出系統(tǒng)通過外接的高壓開關(guān)連接電機(jī)。
[0008]所述信號采集終端包括信號采集調(diào)理模塊、主控模塊、光纖通訊模塊、電源模塊，信號采集調(diào)理模塊外接編碼器的輸出端，內(nèi)部連接主控模塊、電源模塊，光纖通訊模塊外部連接擴(kuò)展板的光纖收發(fā)接口。
[0009]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0010]一種基于高壓變頻器的編碼器信號采集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不僅能夠采集多路速度編碼器信號以實現(xiàn)一臺變頻器控制單臺或多臺電機(jī)，而且采用高速實時的光纖通信代替信號電纜來傳輸編碼器信號，大大提高了信號傳輸速度及抗擾能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型一種基于高壓變頻器的編碼器信號采集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)框圖。
[0012]圖2為信號采集終端結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖3為變頻控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，一種基于高壓變頻器的編碼器信號采集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括編碼器、信號采集終端、高壓變頻器，N(N> I)個編碼器被固定在N(N> I)個電機(jī)軸上，用于采集每臺電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速，N(N> I)個編碼器輸出端連接N(N> I)個信號采集終端，N(N> I)個信號采集終端通過光纖與高壓變頻器連接，高壓變頻器包括變頻控制系統(tǒng)和變頻輸出系統(tǒng)，見圖3，變頻控制系統(tǒng)上設(shè)有單元控制板、主控板、數(shù)字板、模擬板、通訊板、電源板、背板及N (N > I)個擴(kuò)展板；每個擴(kuò)展板上設(shè)有若干個光纖收發(fā)接口，信號采集終端與擴(kuò)展板上的光纖收發(fā)接口連接，并以光纖通訊方式將信號上傳變頻控制系統(tǒng)；可以是一塊擴(kuò)展板連接多個信號采集終端，也可以是多個擴(kuò)展板連接多個信號采集終端。變頻輸出系統(tǒng)外接用于連接和切換電機(jī)的斷電器、接觸器等高壓開關(guān)。見圖1，當(dāng)變頻器控制1#電機(jī)時，控制系統(tǒng)接收處理1#信號采集終端發(fā)送的編碼器信號，并且變頻輸出系統(tǒng)通過高壓開關(guān)設(shè)備連接1#電機(jī)，實現(xiàn)變頻器對1#電機(jī)的調(diào)速控制；而當(dāng)變頻器控制N#電機(jī)時，控制系統(tǒng)接收處理N#信號采集終端發(fā)送的編碼器信號，并且變頻輸出系統(tǒng)經(jīng)由高壓開關(guān)設(shè)備連接N#電機(jī)，實現(xiàn)高壓變頻器對N#電機(jī)的調(diào)速控制。
[0015]如圖2所示，信號采集終端主要包括信號采集調(diào)理模塊、光纖通訊模塊、主控模塊、電源模塊；信號采集模塊外接編碼器采集信號，經(jīng)過信號采集調(diào)理電路連接主控模塊的信號輸入端，主控模塊主要負(fù)責(zé)編碼器信號采集、邏輯控制及通訊服務(wù)，光纖通訊模塊實現(xiàn)信號采集終端與變頻控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊，電源模塊提供系統(tǒng)各部分的電源供給及編碼器工作電源，同時為了適應(yīng)不同類型編碼器的供電需求，可以經(jīng)過切換開關(guān)來實現(xiàn)不同電壓大小的輸出。采集信號時，首先外部編碼器信號經(jīng)由信號采集調(diào)理模塊進(jìn)入信號采集終端，然后經(jīng)處理后以光纖通訊方式將編碼器數(shù)據(jù)上傳給變頻控制系統(tǒng)，最后變頻器輸出系統(tǒng)拖動電機(jī)運轉(zhuǎn)。
[0016]如圖3所示，變頻控制系統(tǒng)包括單元控制板、主控板、數(shù)字板、模擬板、通訊板、電源板、背板、及N(N> I)個擴(kuò)展板；來自信號采集終端的編碼器信號接入擴(kuò)展板的光纖收發(fā)接口，再通過背板傳給主控板，主控板負(fù)責(zé)編碼器信號的運算處理，得出電機(jī)轉(zhuǎn)速及位置信息，同時能夠完成其它算法計算和邏輯控制；單元控制板接收主控板的指令進(jìn)而控制變頻器的功率單元，數(shù)字板負(fù)責(zé)開入量的檢測與開出量的輸出控制，模擬板負(fù)責(zé)模擬信號的采集，并輸出標(biāo)準(zhǔn)模擬信號用于控制顯示，通訊板負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)的通訊服務(wù)，背板用于各功能板卡間的接口連接及數(shù)據(jù)通訊，并具有許多板卡備用接口，電源板提供系統(tǒng)各部分的電源供給。
[0017]特別指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，凡針對本專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)作為專利的技術(shù)范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種基于高壓變頻器的編碼器信號采集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，包括編碼器、信號采集終端、高壓變頻器，N個編碼器被固定在N個電機(jī)軸上，N個編碼器輸出端連接N個信號采集終端，N個信號采集終端通過光纖與高壓變頻器連接，所述高壓變頻器包括變頻控制系統(tǒng)和變頻輸出系統(tǒng)，所述變頻控制系統(tǒng)上設(shè)有N個擴(kuò)展板，每個擴(kuò)展板上設(shè)有若干個光纖收發(fā)接口，信號采集終端與擴(kuò)展板上的光纖收發(fā)接口連接，可以是一塊擴(kuò)展板連接多個信號采集終端，也可以是多個擴(kuò)展板連接多個信號采集終端，所述變頻輸出系統(tǒng)通過外接的高壓開關(guān)連接電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高壓變頻器的編碼器信號采集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述信號采集終端包括信號采集調(diào)理模塊、主控模塊、光纖通訊模塊、電源模塊，信號采集調(diào)理模塊外接編碼器的輸出端，內(nèi)部連接主控模塊、電源模塊，光纖通訊模塊外部連接擴(kuò)展板的光纖收發(fā)接口。
【文檔編號】H02P23/14GK204119103SQ201420489106
【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】劉洋, 曹鵬, 李太峰, 伍鵬, 于吉帥, 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