本發(fā)明屬于自動控制領(lǐng)域，具體說是一種用于防爆高壓變頻器的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國煤礦井下存在多種大型運輸設(shè)備，如帶式輸送機，刮板輸送機，礦井提升機等。不同的運輸設(shè)備有不同的控制工藝要求。目前，這些大型運輸設(shè)備大多采用防爆高壓變頻器進行拖動，越來越多的應(yīng)用要求防爆高壓變頻器不只是完成變頻拖動的任務(wù)，而且必須具備強大的控制功能及聯(lián)網(wǎng)能力，以滿足不同運輸設(shè)備的使用要求。但防爆高壓變頻器作為一種用于煤礦井下爆炸性環(huán)境中的特殊產(chǎn)品，一旦取得防爆證和煤安證，就不能對產(chǎn)品的防爆性能進行更改。而前期已經(jīng)取得證件的產(chǎn)品在控制性能和網(wǎng)絡(luò)通訊方面還存在一定的局限性，不能滿足對多種運輸設(shè)備的使用要求，因此，限制了其功能的發(fā)揮。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于防爆高壓變頻器的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)集成在防爆高壓變頻器內(nèi)，在不改變防爆高壓變頻器防爆性能的前提下，對原有的控制性能和通訊能力進行提升和拓展。該控制系統(tǒng)是以以太網(wǎng)通訊為基礎(chǔ)，使防爆高壓變頻器對內(nèi)形成變頻器、plc、觸摸屏之間的以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)。對外形成以光纖以太網(wǎng)通訊為主的通訊能力，且可以形成環(huán)網(wǎng)。同時，防爆高壓變頻器還設(shè)置了就地控制模式和遠程硬線控制模式，以滿足自身測試以及對外非網(wǎng)絡(luò)控制模式下的控制要求。變頻器控制模式選擇通過觸摸屏完成。

該控制系統(tǒng)具有簡單可靠，控制功能強，應(yīng)用范圍廣，抗干擾能力強，傳輸距離遠，數(shù)據(jù)通訊能力強等特點。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：由遠程網(wǎng)絡(luò)模式以太網(wǎng)接口、以太網(wǎng)交換機、高壓變頻器以太網(wǎng)接口、plc接口、觸摸屏以太網(wǎng)接口和遠程硬線模式控制接口組成。

遠程網(wǎng)絡(luò)模式以太網(wǎng)接口由外部以太網(wǎng)、二條光纜、一只光纖接線盒、四條單端帶sc光纖插頭的單根光纖、四條光纖法蘭和一只兩端帶sc光纖插頭的光纖穿墻端子組成。

以太網(wǎng)交換機由一臺帶雙光口和三電口的半管理型交換機和三段網(wǎng)線組成。

高壓變頻器以太網(wǎng)接口由一路以太網(wǎng)接口組成。

plc接口由一路以太網(wǎng)接口、二路數(shù)字量輸入端口、一路數(shù)字量輸出端口、一路模擬量輸入端口組成。

觸摸屏以太網(wǎng)接口由一路以太網(wǎng)接口組成。

遠程硬線模式控制接口由一只九芯接線座、控制電纜、外部控制電纜和外部控制設(shè)備組成。

遠程網(wǎng)絡(luò)模式以太網(wǎng)接口中：外部以太網(wǎng)的接收端1通過光纜1中的一芯光纖與第一條單根光纖的一端在光纖接線盒內(nèi)熔接；外部以太網(wǎng)的發(fā)送端1通過光纜1中的另一芯光纖與第二條單根光纖的一端在光纖接線盒內(nèi)熔接；外部以太網(wǎng)的接收端2通過光纜2的一芯光纖與第三條單根光纖的一端在光纖接線盒內(nèi)熔接；外部以太網(wǎng)的發(fā)送端2通過光纜2的另一芯光纖與第四條單根光纖的一端在光纖接線盒內(nèi)熔接。第一條單根光纖的sc光纖插頭的一端與一號光纖法蘭的一端相連；第二條單根光纖的sc光纖插頭的一端與二號光纖法蘭的一端相連；第三條單根光纖的sc光纖插頭的一端與三號光纖法蘭的一端相連；第四條單根光纖的sc光纖插頭的一端與四號光纖法蘭的一端相連。一號光纖法蘭的另一端與光纖穿墻端子中1號引線一端的sc光纖插頭相連；二號光纖法蘭的另一端與光纖穿墻端子中2號引線一端的sc光纖插頭相連；三號光纖法蘭的另一端與光纖穿墻端子中3號引線一端的sc光纖插頭相連；四號光纖法蘭的另一端與光纖穿墻端子中4號引線一端的sc光纖插頭相連。光纖穿墻端子中1號引線另一端的sc光纖插頭與以太網(wǎng)交換機光口1的發(fā)送端相連；光纖穿墻端子中2號引線另一端的sc光纖插頭與以太網(wǎng)交換機光口1的接收端相連；光纖穿墻端子中3號引線另一端的sc光纖插頭與以太網(wǎng)交換機光口2的發(fā)送端相連；光纖穿墻端子中4號引線另一端的sc光纖插頭與以太網(wǎng)交換機光口2的接收端相連。

以太網(wǎng)交換機中：電口1的發(fā)送端通過網(wǎng)線1的一條芯線與高壓變頻器以太網(wǎng)接口中的接收端相連；電口1的接收端通過網(wǎng)線1的另一條芯線與高壓變頻器以太網(wǎng)接口中的發(fā)送端相連。電口2的發(fā)送端通過網(wǎng)線2的一條芯線與plc接口中以太網(wǎng)接口的接收端相連；電口2的接收端通過網(wǎng)線2的另一條芯線與plc接口中以太網(wǎng)接口的發(fā)送端相連。電口3的發(fā)送端通過網(wǎng)線3的一條芯線與觸摸屏以太網(wǎng)接口中的接收端相連；電口3的接收端通過網(wǎng)線3的另一條芯線與觸摸屏以太網(wǎng)接口中的發(fā)送端相連。

plc接口中：第一路數(shù)字量輸入端口通過控制電纜的一號芯線與九芯接線座的1號端子相連；第二路數(shù)字量輸入端口通過控制電纜的二號芯線與九芯接線座的2號端子相連；一路數(shù)字量輸出端口通過控制電纜的三號芯線與九芯接線座的3號端子相連；一路模擬量輸入端口通過控制電纜的四號、五號芯線分別與九芯接線座的4號、5號端子相連。

遠程硬線模式控制接口中：來自外部控制設(shè)備的“啟/停”信號通過外部礦用控制電纜的一號芯線與九芯接線座的1號端子相連；來自外部控制設(shè)備的“外部故障”信號通過外部礦用控制電纜的二號芯線與九芯接線座的2號端子相連；來自外部控制設(shè)備的“故障反饋”信號通過外部控制電纜的三號芯線與九芯接線座的3號端子相連；來自外部控制設(shè)備的“頻率給定”信號通過外部礦用控制電纜的四號、五號芯線分別與九芯接線座的4號、5號端子相連。

本發(fā)明的有益效果是：該控制系統(tǒng)具有簡單可靠，控制功能強，應(yīng)用范圍廣，抗干擾能力強，傳輸距離遠，數(shù)據(jù)通訊能力強等特點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明控制系統(tǒng)框圖；

圖2為本發(fā)明電路原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明是一種用于防爆高壓變頻器的控制系統(tǒng)。它由遠程網(wǎng)絡(luò)模式以太網(wǎng)接口（a）、以太網(wǎng)交換機（b）、高壓變頻器以太網(wǎng)接口（c）、plc接口（d）、觸摸屏以太網(wǎng)接口（e）和遠程硬線模式控制接口（f）組成。

如圖2所示，遠程網(wǎng)絡(luò)模式以太網(wǎng)接口（a）由外部以太網(wǎng)（rem1）、光纜1（g1）、光纜2（g2）、光纖接線盒（a1）、單端帶sc光纖插頭的第一條單根光纖（l1）、單端帶sc光纖插頭的第二條單根光纖（l2）、單端帶sc光纖插頭的第三條單根光纖（l3）、單端帶sc光纖插頭的第四條單根光纖（l4）、一號光纖法蘭（x1）、二號光纖法蘭（x2）、三號光纖法蘭（x3）、四號光纖法蘭（x4）和兩端帶sc光纖插頭的光纖穿墻端子（xt1）組成。

以太網(wǎng)交換機（b）由光口1、光口2、電口1、電口2、電口3、網(wǎng)線1（w1）、網(wǎng)線2（w2）和網(wǎng)線3（w3）組成。

高壓變頻器以太網(wǎng)接口（c）由一路以太網(wǎng)接口組成。

plc接口（d）由一路以太網(wǎng)接口（j1）、第一路數(shù)字量輸入端口（di1）、第二路數(shù)字量輸入端口（di2）、一路數(shù)字量輸出端口（do1）、一路模擬量輸入端口（ai1）組成。

觸摸屏以太網(wǎng)接口（e）由一路以太網(wǎng)接口組成。

遠程硬線模式控制接口（f）由九芯接線座（xc1）、控制電纜（m1）、外部控制電纜（m2）和外部控制設(shè)備（rem2）組成。

遠程網(wǎng)絡(luò)模式以太網(wǎng)接口（a）中：外部以太網(wǎng)（rem1）的接收端1（rx1）通過光纜1（g1）中的一芯光纖與第一條單根光纖（l1）的一端在光纖接線盒（a1）內(nèi)熔接；外部以太網(wǎng)（rem1）的發(fā)送端1（tx1）通過光纜1（g1）中的另一芯光纖與第二條單根光纖（l2）的一端在光纖接線盒（a1）內(nèi)熔接；外部以太網(wǎng)（rem1）的接收端2（rx2）通過光纜2（g2）的一芯光纖與第三條單根光纖（l3）的一端在光纖接線盒（a1）內(nèi)熔接；外部以太網(wǎng)（rem1）的發(fā)送端2（tx2）通過光纜2（g2）的另一芯光纖與第四條單根光纖（l4）的一端在光纖接線盒（a1）內(nèi)熔接。第一條單根光纖（l1）的sc光纖插頭的一端與一號光纖法蘭（x1）的一端相連；第二條單根光纖（l2）的sc光纖插頭的一端與二號光纖法蘭（x2）的一端相連；第三條單根光纖（l3）的sc光纖插頭的一端與三號光纖法蘭（x3）的一端相連；第四條單根光纖（l4）的sc光纖插頭的一端與四號光纖法蘭（x4）的一端相連。一號光纖法蘭（x1）的另一端與光纖穿墻端子（xt1）中1號引線一端的sc光纖插頭相連；二號光纖法蘭（x2）的另一端與光纖穿墻端子（xt1）中2號引線一端的sc光纖插頭相連；三號光纖法蘭（x3）的另一端與光纖穿墻端子（xt1）中3號引線一端的sc光纖插頭相連；四號光纖法蘭（x4）的另一端與光纖穿墻端子（xt1）中4號引線一端的sc光纖插頭相連。光纖穿墻端子（xt1）中1號引線另一端的sc光纖插頭與以太網(wǎng)交換機（b）光口1的發(fā)送端（tx）相連；光纖穿墻端子（xt1）中2號引線另一端的sc光纖插頭與以太網(wǎng)交換機（b）光口1的接收端（rx）相連；光纖穿墻端子（xt1）中3號引線另一端的sc光纖插頭與以太網(wǎng)交換機（b）光口2的發(fā)送端（tx）相連；光纖穿墻端子（xt1）中4號引線另一端的sc光纖插頭與以太網(wǎng)交換機（b）光口2的接收端（rx）相連。

以太網(wǎng)交換機（b）中：電口1的發(fā)送端（tx）通過網(wǎng)線1（w1）的一條芯線與高壓變頻器以太網(wǎng)接口（c）中的接收端（rx）相連；電口1的接收端（rx）通過網(wǎng)線1（w1）的另一條芯線與高壓變頻器以太網(wǎng)接口（c）中的發(fā)送端（tx）相連。電口2的發(fā)送端（tx）通過網(wǎng)線2（w2）的一條芯線與plc接口（d）中以太網(wǎng)接口（j1）的接收端（rx）相連；電口2的接收端（rx）通過網(wǎng)線2（w2）的另一條芯線與plc接口（d）中以太網(wǎng)接口（j1）的發(fā)送端（rx）相連。電口3的發(fā)送端（tx）通過網(wǎng)線3（w3）的一條芯線與觸摸屏以太網(wǎng)接口（e）中的接收端（rx）相連；電口3的接收端（rx）通過網(wǎng)線3（w3）的另一條芯線與觸摸屏以太網(wǎng)接口（e）中的發(fā)送端（tx）相連。

plc接口（d）中：第一路數(shù)字量輸入端口（di1）通過控制電纜（m1）的一號芯線與九芯接線座（xc1）的1號端子相連；第二路數(shù)字量輸入端口（di2）通過控制電纜（m1）的二號芯線與九芯接線座（xc1）的2號端子相連；一路數(shù)字量輸出端口（do1）通過控制電纜（m1）的三號芯線與九芯接線座（xc1）的3號端子相連；一路模擬量輸入端口（ai1）通過控制電纜（m1）的四號、五號芯線分別與九芯接線座（xc1）的4號、5號端子相連。

遠程硬線模式控制接口（f）中：來自外部控制設(shè)備（rem2）的“啟/停”信號通過外部控制電纜（m2）的一號芯線與九芯接線座（xc1）的1號端子相連；來自外部控制設(shè)備（rem2）的“外部故障”信號通過外部控制電纜（m2）的二號芯線與九芯接線座（xc1）的2號端子相連；來自外部控制設(shè)備（rem2）的“故障反饋”信號通過外部控制電纜（m2）的三號芯線與九芯接線座（xc1）的3號端子相連；來自外部控制設(shè)備（rem2）的“頻率給定”信號通過外部控制電纜（m2）的四號、五號芯線分別與九芯接線座（xc1）的4號、5號端子相連。

本發(fā)明的工作流程如下：

防爆高壓變頻器有三種控制模式：就地控制模式、遠程硬線控制模式、遠程網(wǎng)絡(luò)控制模式。控制模式選擇由操作人員通過觸摸屏完成。在就地控制模式下，變頻器的啟?？刂?、頻率給定等信號通過觸摸屏完成，這種控制模式用于變頻器自身測試；在遠程硬線控制模式下，變頻器的啟?？刂?、頻率給定等信號，由外部控制設(shè)備（rem2）通過外部控制電纜（m2）給出相應(yīng)的觸點信號和模擬量信號來完成，該方式用于不具備通訊能力的外部控制設(shè)備（rem2）；在遠程網(wǎng)絡(luò)控制模式下，變頻器的啟?？刂?、頻率給定等信號由外部控制設(shè)備（rem2）通過外部以太網(wǎng)（rem1）通訊完成。這種控制模式可適用于煤礦井下不同的運輸設(shè)備，能夠滿足多種控制功能。也能實現(xiàn)多臺防爆高壓變頻器之間以及與上一級監(jiān)控系統(tǒng)之間的聯(lián)網(wǎng)。信號傳輸通過礦用光纜完成，且可構(gòu)成環(huán)網(wǎng)。