本發(fā)明涉及工業(yè)通訊領(lǐng)域，特別是涉及一種變頻器控制系統(tǒng)及其協(xié)議轉(zhuǎn)換卡。

背景技術(shù)：

隨著電力技術(shù)的發(fā)展，變頻器的應(yīng)用越來越廣泛。

在變頻器的應(yīng)用中，常常會(huì)遇到一個(gè)主站控制多個(gè)從站的情況。即通過一個(gè)通訊主站控制多個(gè)通訊從站的變頻器運(yùn)行。目前，通常采用基于BACnet/MSTP協(xié)議(RS485接口)的轉(zhuǎn)換卡直接實(shí)現(xiàn)一臺(tái)通訊主站控制多個(gè)通訊從站，但是通訊速度較慢，BACnet/IP協(xié)議是基于以太網(wǎng)接口的協(xié)議，通訊速度較快。但是，基于BACnet/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換裝置或結(jié)構(gòu)復(fù)雜，或需要應(yīng)用交換機(jī)，成本較高。

因此，如何既能方便通訊主站控制多個(gè)通訊從站，且通訊速度較快又能降低通訊系統(tǒng)的成本，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種變頻器控制系統(tǒng)及其協(xié)議轉(zhuǎn)換卡，既能方便通訊主站控制多個(gè)通訊從站，且通訊速度較快又能降低通訊系統(tǒng)的成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種協(xié)議轉(zhuǎn)換卡，包括：第一通訊接口模塊、第二通訊接口模塊、處理器、雙口RAM、外擴(kuò)控制器；其中，所述處理器用于對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝、解析，以及進(jìn)行虛擬交換機(jī)邏輯；所述第一通訊接口模塊和所述處理器連接，所述外擴(kuò)控制器和所述處理器連接，所述第二通訊接口模塊和所述外擴(kuò)控制器連接，所述第一通訊接口模塊和所述第二通訊接口模塊用于根據(jù)所述處理器的對(duì)應(yīng)控制信號(hào)與外界的對(duì)應(yīng)通訊設(shè)備進(jìn)行通信；所述雙口RAM與所述處理器連接，用于與對(duì)應(yīng)的變頻器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

優(yōu)選地，所述雙口RAM為CPLD芯片。

優(yōu)選地，所述CPLD芯片通過第一硬件接口和對(duì)應(yīng)的所述變頻器連接。

優(yōu)選地，所述處理器還用于進(jìn)行重復(fù)IP地址檢測(cè)和通訊超時(shí)故障檢測(cè)以及通訊狀態(tài)指示處理。

優(yōu)選地，所述第一通訊接口模塊包括第一以太網(wǎng)接口電路和與所述第一以太網(wǎng)接口電路連接的第一以太網(wǎng)硬件接口。

優(yōu)選地，所述第二通訊接口模塊包括第二以太網(wǎng)接口電路和與所述第二以太網(wǎng)接口電路連接的第二以太網(wǎng)硬件接口。

優(yōu)選地，所述處理器包括：BACnet通信協(xié)議處理單元，用于對(duì)BACnet通信協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝和解析；交換機(jī)邏輯單元，用于進(jìn)行虛擬交換機(jī)邏輯處理。

一種變頻器控制系統(tǒng)，包括：

n個(gè)如上述任一項(xiàng)所述的協(xié)議轉(zhuǎn)換卡，各所述協(xié)議轉(zhuǎn)換卡分別設(shè)置在對(duì)應(yīng)的通訊從站的從站設(shè)備中并與對(duì)應(yīng)的變頻器連接，n為大于0的整數(shù)；

位于通訊主站的主站設(shè)備；

所述主站設(shè)備以及各所述從站設(shè)備順次連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種協(xié)議轉(zhuǎn)換卡，包括：第一通訊接口模塊、第二通訊接口模塊、處理器、雙口RAM、外擴(kuò)控制器；其中，處理器用于對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝、解析，以及進(jìn)行虛擬交換機(jī)邏輯；第一通訊接口模塊和處理器連接，外擴(kuò)控制器和處理器連接，第二通訊接口模塊和外擴(kuò)控制器連接，第一通訊接口模塊和第二通訊接口模塊用于根據(jù)處理器的對(duì)應(yīng)控制信號(hào)與外界的對(duì)應(yīng)通訊設(shè)備進(jìn)行通信；雙口RAM與處理器連接，用于與對(duì)應(yīng)的變頻器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。在使用時(shí)，只需將該協(xié)議轉(zhuǎn)化卡設(shè)置在各個(gè)通訊從站中，與自身所在的通訊從站中的變頻器進(jìn)行連接。由于該協(xié)議轉(zhuǎn)換卡設(shè)有兩個(gè)通訊接口模塊，因此，一個(gè)通訊從站可以和兩個(gè)通訊設(shè)備進(jìn)行通訊連接，這樣通訊主站可以和任一通訊從站的一個(gè)通訊接口模塊連接，該通訊從站的另一通訊接口模塊可以和其他的通訊從站連接，繼而各個(gè)通訊從站順次連接，即可實(shí)現(xiàn)通訊主站對(duì)多個(gè)通訊從站的控制。通訊主站可以通過預(yù)設(shè)通信協(xié)議和各通訊從站進(jìn)行通訊連接，各個(gè)通訊從站的協(xié)議轉(zhuǎn)換卡既有協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，自身又作為虛擬交換機(jī)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的傳輸。從而既方便了通訊主站控制多個(gè)通訊從站，且通訊速度較快又能降低通訊系統(tǒng)的成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種具體實(shí)施方式所提供的協(xié)議轉(zhuǎn)換卡結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種具體實(shí)施方式所提供的變頻器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一種具體實(shí)施方式所提供的CPLD數(shù)據(jù)分區(qū)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種變頻器控制系統(tǒng)及其協(xié)議轉(zhuǎn)換卡，既能方便通訊主站控制多個(gè)通訊從站，且通訊速度較快又能降低通訊系統(tǒng)的成本。

為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。

在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施方式的限制。

請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明一種具體實(shí)施方式所提供的協(xié)議轉(zhuǎn)換卡結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式提供了一種協(xié)議轉(zhuǎn)換卡，包括：第一通訊接口模塊1、第二通訊接口模塊2、處理器3、雙口RAM4、外擴(kuò)控制器5；其中，處理器3用于對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝、解析，以及進(jìn)行虛擬交換機(jī)邏輯；第一通訊接口模塊1和處理器3連接，外擴(kuò)控制器5和處理器3連接，第二通訊接口模塊2和外擴(kuò)控制器5連接，第一通訊接口模塊1和第二通訊接口模塊2用于根據(jù)處理器3的對(duì)應(yīng)控制信號(hào)與外界的對(duì)應(yīng)通訊設(shè)備進(jìn)行通信；雙口RAM4與處理器3連接，用于與對(duì)應(yīng)的變頻器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

在本實(shí)施方式中，優(yōu)選處理器包括：BACnet通信協(xié)議處理單元，用于對(duì)BACnet通信協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝和解析；交換機(jī)邏輯單元，用于進(jìn)行虛擬交換機(jī)邏輯處理。處理器用于對(duì)通訊協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，將預(yù)設(shè)通訊協(xié)議如BACnet通信協(xié)議轉(zhuǎn)換成自定義協(xié)議；并進(jìn)行虛擬交換機(jī)邏輯；進(jìn)一步地，處理器還用于進(jìn)行重復(fù)IP地址檢測(cè)和通訊超時(shí)故障檢測(cè)，即進(jìn)行通訊卡檢錯(cuò)邏輯；以及通訊狀態(tài)指示處理等。因?yàn)樘幚砥髦型ǔＶ辉O(shè)有一個(gè)內(nèi)置的通訊控制器，因此，在本實(shí)施方式中設(shè)置一外擴(kuò)控制器，用來協(xié)助實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)口虛擬交換機(jī)功能，進(jìn)一步地，在本實(shí)施方式中優(yōu)選協(xié)議轉(zhuǎn)換卡通過以太網(wǎng)和外界通訊設(shè)備進(jìn)行通信，則外擴(kuò)控制器為外擴(kuò)以太網(wǎng)控制器。

在使用時(shí)，只需將該協(xié)議轉(zhuǎn)化卡設(shè)置在各個(gè)通訊從站中，與自身所在的通訊從站中的變頻器進(jìn)行連接。由于該協(xié)議轉(zhuǎn)換卡設(shè)有兩個(gè)通訊接口模塊，因此，可以實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)口虛擬交換機(jī)功能，一個(gè)通訊從站可以和兩個(gè)通訊設(shè)備進(jìn)行通訊連接，這樣通訊主站可以和任一通訊從站的一個(gè)通訊接口模塊連接，該通訊從站的另一通訊接口模塊可以和其他的通訊從站連接，繼而各個(gè)通訊從站順次連接，即可實(shí)現(xiàn)通訊主站對(duì)多個(gè)通訊從站的控制。通訊主站可以通過BACnet/IP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議等預(yù)設(shè)協(xié)議和各通訊從站進(jìn)行通訊連接，各個(gè)通訊從站的協(xié)議轉(zhuǎn)換卡既有協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，自身又作為虛擬交換機(jī)進(jìn)行信息的傳輸。從而既方便了通訊主站控制多個(gè)通訊從站，且通訊速度較快又能降低通訊系統(tǒng)的成本。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，雙口RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)為CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)芯片。CPLD芯片通過第一硬件接口和對(duì)應(yīng)的變頻器連接。采用第一硬件接口作為協(xié)議轉(zhuǎn)換卡和變頻器的電氣連接，并通過CPLD芯片來編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)雙口RAM的功能，相對(duì)于專用雙口RAM，降低了成本和體積。

進(jìn)一步地，第一通訊接口模塊包括第一以太網(wǎng)接口電路和與第一以太網(wǎng)接口電路連接的第一以太網(wǎng)硬件接口。第二通訊接口模塊包括第二以太網(wǎng)接口電路和與第二以太網(wǎng)接口電路連接的第二以太網(wǎng)硬件接口。第一以太網(wǎng)硬件接口和第二以太網(wǎng)硬件接口優(yōu)選為RJ45接口。

在本實(shí)施方式中，以太網(wǎng)接口電路主要為網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器及其相關(guān)的電路，RJ45即為兩個(gè)以太網(wǎng)水晶插頭，通訊主站的主站設(shè)備可以插接任一以太網(wǎng)接口模塊的RJ45接口以對(duì)該協(xié)議轉(zhuǎn)換卡所在的從站設(shè)備進(jìn)行通訊控制。

請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明一種具體實(shí)施方式所提供的變頻器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

相應(yīng)地，本發(fā)明一種實(shí)施方式還提供了一種變頻器控制系統(tǒng)，包括：n個(gè)如上述任一實(shí)施方式所提供的協(xié)議轉(zhuǎn)換卡，各協(xié)議轉(zhuǎn)換卡分別設(shè)置在對(duì)應(yīng)的通訊從站的從站設(shè)備中并與對(duì)應(yīng)的變頻器連接，n為大于0的整數(shù)；位于通訊主站的主站設(shè)備；主站設(shè)備以及各從站設(shè)備順次連接。

如圖2所示，該系統(tǒng)包括一個(gè)主站設(shè)備21和n個(gè)從站設(shè)備22。各從站設(shè)備22設(shè)有一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換卡23以和主站設(shè)備21進(jìn)行通迅。各從站設(shè)備如圖2所示順次連接，位于次序首位的從站設(shè)備和主站設(shè)備連接。

在本實(shí)施方式中，協(xié)議轉(zhuǎn)換卡應(yīng)用BACnet/IP協(xié)議進(jìn)行通訊。BACnet/IP是一種將LWIP協(xié)議棧和BACnet協(xié)議棧結(jié)合起來的協(xié)議。協(xié)議轉(zhuǎn)換卡對(duì)于從以太網(wǎng)接口模塊收到的數(shù)據(jù)，處理器首先判斷該數(shù)據(jù)是否是廣播報(bào)文，若為廣播報(bào)文，則根據(jù)自身另一個(gè)以太網(wǎng)接口模塊的在線狀態(tài)確定是否進(jìn)入數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)過程，再進(jìn)入報(bào)文解析程序；若該數(shù)據(jù)為非廣播報(bào)文，則判斷是否是本機(jī)報(bào)文，若為本機(jī)報(bào)文則直接進(jìn)入報(bào)文解析程序；若為非本機(jī)報(bào)文，則根據(jù)自身另一個(gè)以太網(wǎng)接口模塊的在線狀態(tài)確定是否進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)過程，但不進(jìn)入報(bào)文解析過程。

因以太網(wǎng)接口模塊的設(shè)置，報(bào)文接收時(shí)，需要識(shí)別當(dāng)前收到報(bào)文的以太網(wǎng)接口模塊，以便在報(bào)文應(yīng)答時(shí)將報(bào)文發(fā)送至正確的以太網(wǎng)接口模塊。本協(xié)議轉(zhuǎn)換卡還具備重復(fù)IP檢測(cè)功能和通訊超時(shí)檢測(cè)功能，對(duì)處于連接狀態(tài)的以太網(wǎng)接口模塊進(jìn)行檢測(cè)，若有設(shè)備與本協(xié)議轉(zhuǎn)換卡所在的從站設(shè)備的IP地址相同，則該協(xié)議轉(zhuǎn)換卡報(bào)故障，若協(xié)議轉(zhuǎn)換卡處于通訊過程中時(shí)，在設(shè)定超時(shí)時(shí)間內(nèi)未收到BACnet數(shù)據(jù)幀，則報(bào)故障，故障狀態(tài)由狀態(tài)燈指示。

本協(xié)議轉(zhuǎn)換卡與變頻器通過硬件接口連接，采用以下方式通訊。因協(xié)議轉(zhuǎn)換卡與變頻器之間的數(shù)據(jù)交換是通過雙口RAM實(shí)現(xiàn)的，在本實(shí)施方式中，優(yōu)選雙口RAM為CPLD芯片，因此將CPLD劃分為不同的數(shù)據(jù)區(qū)域，如圖3所示，將CPLD劃分為協(xié)議轉(zhuǎn)換卡數(shù)據(jù)寫出區(qū)、協(xié)議轉(zhuǎn)換卡數(shù)據(jù)讀入?yún)^(qū)、變頻器標(biāo)識(shí)寄存器、協(xié)議轉(zhuǎn)換卡標(biāo)志寄存器這四個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)。

其中，協(xié)議轉(zhuǎn)換卡數(shù)據(jù)寫出區(qū)為協(xié)議轉(zhuǎn)換卡收到的BACnet/IP數(shù)據(jù)幀解析后轉(zhuǎn)化的自定義數(shù)據(jù)幀存儲(chǔ)區(qū)；協(xié)議轉(zhuǎn)換卡數(shù)據(jù)讀入?yún)^(qū)為變頻器應(yīng)答的數(shù)據(jù)幀存儲(chǔ)區(qū)；對(duì)于協(xié)議轉(zhuǎn)換卡標(biāo)志寄存器，協(xié)議轉(zhuǎn)換卡根據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換卡數(shù)據(jù)寫出區(qū)的數(shù)據(jù)更新狀態(tài)修改該寄存器的值，變頻器查詢?cè)摷拇嫫鞯闹祦泶_定協(xié)議轉(zhuǎn)換卡是否有更新數(shù)據(jù)，若有則讀取協(xié)議轉(zhuǎn)換卡數(shù)據(jù)讀入?yún)^(qū)的數(shù)據(jù)，并清除協(xié)議轉(zhuǎn)換卡數(shù)據(jù)寫出區(qū)數(shù)據(jù)更新狀態(tài)以便識(shí)別下一次數(shù)據(jù)的讀入，若變頻器有數(shù)據(jù)應(yīng)答，即協(xié)議轉(zhuǎn)換卡數(shù)據(jù)讀入?yún)^(qū)有新數(shù)據(jù)更新，變頻器同時(shí)會(huì)更新變頻器標(biāo)識(shí)寄存器以方便協(xié)議轉(zhuǎn)換卡及時(shí)讀取變頻器更新的應(yīng)答數(shù)據(jù)，協(xié)議轉(zhuǎn)換卡識(shí)別到有數(shù)據(jù)更新則讀取協(xié)議轉(zhuǎn)換卡數(shù)據(jù)讀入?yún)^(qū)的數(shù)據(jù)，并清除變頻器標(biāo)識(shí)寄存器中的數(shù)據(jù)更新標(biāo)志以方便識(shí)別下一次數(shù)據(jù)的更新。

進(jìn)一步地，在轉(zhuǎn)換卡與變頻器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換之前，讓兩者進(jìn)行握手來確定轉(zhuǎn)換卡與變頻器連接是否正常(即一方寫入數(shù)據(jù)，另一方能在相應(yīng)的內(nèi)存中讀出該數(shù)據(jù))，握手成功之后才能進(jìn)入正常數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)，協(xié)議轉(zhuǎn)換卡配置有1ms的看門狗，在協(xié)議轉(zhuǎn)換卡死機(jī)的狀況下，看門狗會(huì)觸發(fā)復(fù)位信號(hào)。

在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)化卡和變頻器的握手過程為：CA_IND_REG為協(xié)議轉(zhuǎn)化卡標(biāo)志寄存器,INV_IND_REG為變頻器標(biāo)志寄存器。變頻器最開始發(fā)一個(gè)復(fù)位信號(hào)對(duì)CPLD進(jìn)行初始化復(fù)位，協(xié)議轉(zhuǎn)換卡首先向協(xié)議轉(zhuǎn)換卡標(biāo)志寄存器CA_IND_REG中寫入0xA0，一定時(shí)間后變頻器讀取該協(xié)議轉(zhuǎn)化卡標(biāo)志寄存器的值，若為0xA0，則往變頻器標(biāo)志寄存器INV_IND_REG寫入0xA0。協(xié)議轉(zhuǎn)化卡不斷讀取INV_IND_REG的值，直到其為0xA0，則向協(xié)議轉(zhuǎn)化卡標(biāo)志寄存器CA_IND_REG寫入0xF0，變頻器一段時(shí)間之后讀取該寄存器的值，若為0xF0，則往變頻器標(biāo)志寄存器INV_IND_REG寫入0xF0，變頻器側(cè)握手成功；協(xié)議轉(zhuǎn)化卡不斷讀取INV_IND_REG的值，直到其為0xF0，則協(xié)議轉(zhuǎn)化卡也完成握手。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施方式所提供的變頻器控制系統(tǒng)及其協(xié)議轉(zhuǎn)換卡，該協(xié)議轉(zhuǎn)換卡設(shè)有兩個(gè)以太網(wǎng)接口模塊，由處理器進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換以及實(shí)現(xiàn)交換機(jī)功能，無需外置交換機(jī)，成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，即具有數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)功能，在不需接入交換機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)一主多從的通訊。

以上對(duì)本發(fā)明所提供一種變頻器控制系統(tǒng)及其協(xié)議轉(zhuǎn)換卡進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。