專利名稱：一種基于ZigBee的多變頻器現場控制器系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基于ZigBee的多變頻器現場控制器系統。
背景技術：
隨著現代工業生產自動化的不斷興起，變頻器得到大規模的應用，同時又存在著許多不合理的地方，例如變頻器安裝在現場，不便于維護人員隨時觀察與操作，安裝于控制室則電機與變頻器的動力線過長，影響性能又增加成本，還會對其他設備的造成干擾。所以科研人員發明了變頻器的遠程控制器，申請號/專利號200820026703 ;變頻器遠程控制器，申請號/專利號=200920109510。這些專利的發明，有效的解決了許多問題。但是根本性的問題沒有得到改善，仍然存在著通信線路長、布線格局難、動力線干擾大，在通信的過程中這些因素往往會導致數據的丟失、失真，甚至通信出現故障。當這些線中有一路出現斷線，整個系統就會出現癱瘓，對企業造成重大損失。電機動力系統往往會散發大量熱量，導 致溫度、濕度升高，這時候，需要對變頻器產出一系列命令，傳統的發明并沒有根本解決這些問題。
發明內容本實用新型的目的是提供了一種既能采集變頻器數據、無線模式傳送數據、系統網絡自我修復功能，又能對整個工業現場進行溫、濕度監測和控制的基于ZigBee的多變頻器現場控制器系統。為達到發明目的本實用新型采用的技術方案是一種基于ZigBee的多變頻器現場控制器系統，包括ZigBee網絡協調器、ZigBee網絡路由器和ZigBee網絡終端設備，所述ZigBee網絡終端設備包括變頻器微控制器和變頻器，其特征在于所述ZigBee網絡協調器、ZigBee網絡路由器和ZigBee網絡終端設備組成網狀網絡拓撲結構，所述ZigBee網絡協調器、ZigBee網絡路由器和ZigBee網絡終端設備之間均是通過無線傳輸；所述ZigBee網絡協調器用于接收、發送、處理各種關于變頻器的數據包；所述ZigBee網絡路由器用于提供數據路由途徑，并監測檢測各個ZigBee網絡路由器周圍點的現場溫度、濕度；所述ZigBee網絡終端設備采集相關變頻器運行數據，接收來自ZigBee網絡路由器的數據，傳送數據到ZigBee網絡路由器。進一步，所述ZigBee網絡協調器包括協調器微控制電路，所述協調器微控制電路采用支持2. 4G IEEE802. 15. 4/ZigBee片上系統的微控制芯片，所述微控制電路上連接有無線數傳模塊、觸摸屏、報警及預報警模塊、LCD顯示模塊、開關電源模塊，所述無線數傳模塊由天線和射頻接收及發送模塊組成。進一步，所述ZigBee網絡路由器包括支持2. 4G IEEE802. 15. 4/ZigBee片上系統的路由器微控制芯片，所述路由器微控制芯片上連接有無線數傳模塊、溫度濕度采集模塊和供電的電池，所述無線數傳模塊由天線和射頻接收及發送模塊組成。[0009]進一步，所述ZigBee網絡終端設備的變頻器微控制器采用支持2. 4GIEEE802. 15. 4/ZigBee片上系統的微控制芯片，其通過MODBUS通信協議與變頻器進行通訊，所述變頻器微控制器上連接有無線數傳模塊，所述無線數傳模塊由天線和射頻接收及發送模塊組成。本實用新型的技術構思，所述控制器系統內嵌標準MODBUS通信協議與變頻器進行主從通訊。所述控制器系統控制變頻器組啟停、點動、運行頻率設定、相關功能碼參數的修改，變頻器組工作狀態及故障信息的監控等功能。所有的通訊都是無線模式。所述控制器系統能在ZigBee協議的支持下，能夠組成相互通訊的網絡。網絡中的成員在掉電或者損壞的情況下，能夠自動修復網絡。所述控制器系統在大型LCD顯示模塊以及觸摸屏的支持下，進行人機數據的交換。在發光二極管的控制下，進行過溫、過濕預報警。所述ZigBee網絡路由器，能夠無線接收、傳送來自網絡協調器、網絡終端設備的數據。所述ZigBee網絡終端設備能與變頻器進行通訊，采集到數據、傳送指令。在ZigBee網絡路由器中嵌入溫度濕度采集模塊，以便達到監測、控制工業現場的溫度、濕度狀態。所述控制器系統設有廣播功能，通過該功能實現多臺變頻器同時控制的效果，不需要頻繁的發送命令。本實用新型的有益效果由于能夠網絡化無線模式的方式控制變頻器組，從而實現遠程控制，加強了對工業現場的溫度、濕度的監測。簡化了方便了工作人員的安裝維護工作。

圖I是本實用新型的網絡示意圖。圖2是本實用新型的ZigBee網絡協調器組成部分示意圖。圖3是本實用新型的ZigBee網絡路由器組成部分示意圖。圖4是本實用新型的ZigBee網絡終端設備與變頻器MODBUS通訊主電路和電源電路。圖5是本實用新型的網絡協調器控制盒的俯視圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例來對本實用新型進行進一步說明，但并不將本實用新型局限于這些具體實施方式
。本領域技術人員應該認識到，本實用新型涵蓋了權利要求書范圍內所可能包括的所有備選方案、改進方案和等效方案。參見圖1-3，一種基于ZigBee的多變頻器現場控制器系統，包括ZigBee網絡協調器UZigBee網絡路由器2和ZigBee網絡終端設備3，所述ZigBee網絡終端設備3包括變頻器微控制器和變頻器，所述ZigBee網絡協調器UZigBee網絡路由器2和ZigBee網絡終端設備3組成網狀網絡拓撲結構，所述ZigBee網絡協調器UZigBee網絡路由器2和ZigBee網絡終端設備3之間均是通過無線傳輸；所述ZigBee網絡協調器I用于接收、發送、處理各種關于變頻器的數據包；所述ZigBee網絡路由器2用于提供數據路由途徑，并監測檢測各個ZigBee網絡路由器2周圍點的現場溫度、濕度；所述ZigBee網絡終端設備3采集相關變頻器運行數據，接收來自ZigBee網絡路由器2的數據，傳送數據到ZigBee網絡路由器2。所述ZigBee網絡協調器I包括協調器微控制電路11，所述協調器微控制電路采用支持2. 4G IEEE802. 15. 4/ZigBee片上系統的微控制芯片，所述微控制電路11上連接有無線數傳模塊、觸摸屏15、報警及預報警模塊16、LCD顯示模塊13、開關電源模塊14，所述無線數傳模塊由天線12和射頻接收及發送模塊17組成。所述ZigBee網絡路由器2包括支持2. 4G IEEE802. 15. 4/ZigBee片上系統的路由器微控制芯片21，所述路由器微控制芯片21上連接有無線數傳模塊、溫度濕度采集模塊23和供電的電池22，所述無線數傳模塊由天線24和射頻接收及發送模塊25組成。所述ZigBee網絡終端設備3的變頻器微控制器采用支持2. 4G IEEE802. 15. 4/ZigBee片上系統的微控制芯片，其通過MODBUS通信協議與變頻器進行通訊，所述變頻器微控制器上連接有無線數傳模塊，所述無線數傳模塊由天線和射頻接收及發送模塊組成。本實用新型的技術構思，所述控制器系統內嵌標準MODBUS通信協議與變頻器進行主從通訊。所述控制器系統控制變頻器組啟停、點動、運行頻率設定、相關功能碼參數的修改，變頻器組工作狀態及故障信息的監控等功能。所有的通訊都是無線模式。所述控制器系統能在ZigBee協議的支持下，能夠組成相互通訊的網絡。網絡中的成員在掉電或者損壞的情況下，能夠自動修復網絡。所述控制器系統在大型LCD顯示模塊以及觸摸屏的支持下，進行人機數據的交換。在發光二極管的控制下，進行過溫、過濕預報警。所述ZigBee網絡路由器2，能夠無線接收、傳送來自網絡協調器、網絡終端設備的數據。所述ZigBee網絡終端設備3能與變頻器進行通訊，采集到數據、傳送指令。在ZigBee網絡路由器2中嵌入溫度濕度采集模塊，以便達到監測、控制工業現場的溫度、濕度狀態。所述控制器系統設有廣播功能，通過該功能實現多臺變頻器同時控制的效果，不需要頻繁的發送命令。參見圖4，是一個ZigBee網絡終端設備與變頻器MODBUS通訊主電路和電源電路。包括電阻R11、R12、R13、R14、R15，電容C2、C3、C4、C5，通信芯片U2，電阻Rll —端連接+5V,另一端連接通信芯片U2的2腳與3腳，電阻R12 —端連接+5V，另一端連接通信芯片U2的6腳，電阻R13的一端連接GND，另一端連接通信芯片U2的7腳，電阻R14的一端連接通信芯片U2的7腳，另一端連接RS-，電阻R15的一端連接通信芯片U2的6腳，另一端連接RS+，電容C2的一端連接通信芯片的6腳，另一端連接GND，電容C3的一端連接通信芯片的7腳，另一端連接GND，電容C4的一端連接RS-，另一端連接GND，電容C5的一端連接RS+，另一端連接GND，通信芯片U2的I腳連接RXD，4腳連接TXD，8腳連接+5V，5腳連接GND。該開關電源電路，包括電容C1、C6，電感LI，穩壓管D1，穩壓器U3。電容Cl的一端連接+24V，另一端連接GND，電容C6的一端連接+5V，另一端連接GND，電感LI的一端連接穩壓器U3的2腳，另一端連接+5V，穩壓管Dl的一端連接穩壓器U3的2腳，另一端連接GND，穩壓器U3的I腳連接+24V，3腳與5腳連接GND，4腳連接+5V。這樣子，便可連接變頻器和網絡終端設備。本實用新型具體應用時，將ZigBee網絡協調器安裝在網絡協調器控制盒內。參見圖5，網絡協調器控制盒殼體的中間位置安裝一個IXD顯示模塊13及上面覆的觸摸屏15，網絡協調器控制盒殼體的右側位置上設有多個發光二極管組成的運行指示5、預報警指示6、報警指示7、電源指示8，網絡協調器控制盒殼體的右上角位置上設有安裝天線的天線孔位4。網絡協調器控制盒殼體的左側位置留有兩個端子，用于接入電源。將ZigBee網絡路由器安裝在網絡路由器控制盒內，網絡路由器控制盒包括一個殼體及與該殼體配合的后蓋、電池盒、天線孔位、數字式溫度、濕度傳感器孔位，發光二極管。
權利要求1.一種基于ZigBee的多變頻器現場控制器系統，包括ZigBee網絡協調器、ZigBee網絡路由器和ZigBee網絡終端設備，所述ZigBee網絡終端設備包括變頻器微控制器和變頻器，其特征在于所述ZigBee網絡協調器、ZigBee網絡路由器和ZigBee網絡終端設備組成網狀網絡拓撲結構，所述ZigBee網絡協調器、ZigBee網絡路由器和ZigBee網絡終端設備之間均是通過無線傳輸； 所述ZigBee網絡協調器用于接收、發送、處理各種關于變頻器的數據包；所述ZigBee網絡路由器用于提供數據路由途徑，并監測檢測各個ZigBee網絡路由器周圍點的現場溫度、濕度；所述ZigBee網絡終端設備采集相關變頻器運行數據，接收來自ZigBee網絡路由器的數據，傳送數據到ZigBee網絡路由器。
2.根據權利要求I所述的一種基于ZigBee的多變頻器現場控制器系統，其特征在于所述ZigBee網絡協調器包括協調器微控制電路，所述協調器微控制電路采用支持2. 4GIEEE802. 15. 4/ZigBee片上系統的微控制芯片，所述微控制電路上連接有無線數傳模塊、觸摸屏、報警及預報警模塊、LCD顯示模塊、開關電源模塊，所述無線數傳模塊由天線和射頻接收及發送模塊組成。
3.根據權利要求I或2所述的一種基于ZigBee的多變頻器現場控制器系統，其特征在于所述ZigBee網絡路由器包括支持2. 4G IEEE802. 15. 4/ZigBee片上系統的路由器微控制芯片，所述路由器微控制芯片上連接有無線數傳模塊、溫度濕度采集模塊和供電的電池，所述無線數傳模塊由天線和射頻接收及發送模塊組成。
4.根據權利要求3所述的一種基于ZigBee的多變頻器現場控制器系統，其特征在于所述ZigBee網絡終端設備的變頻器微控制器采用支持2. 4G IEEE802. 15. 4/ZigBee片上系統的微控制芯片，其通過MODBUS通信協議與變頻器進行通訊，所述變頻器微控制器上連接有無線數傳模塊，所述無線數傳模塊由天線和射頻接收及發送模塊組成。
專利摘要一種基于ZigBee的多變頻器現場控制器系統，包括ZigBee網絡協調器、ZigBee網絡路由器和ZigBee網絡終端設備，所述ZigBee網絡終端設備包括變頻器微控制器和變頻器，所述ZigBee網絡協調器、ZigBee網絡路由器和ZigBee網絡終端設備組成網狀網絡拓撲結構，所述ZigBee網絡協調器、ZigBee網絡路由器和ZigBee網絡終端設備之間均是通過無線傳輸。本實用新型的有益效果由于能夠網絡化無線模式的方式控制變頻器組，從而實現遠程控制，加強了對工業現場的溫度、濕度的監測。簡化了方便了工作人員的安裝維護工作。
文檔編號H04W84/18GK202433755SQ201120562028
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者張彥杰 申請人:嘉興市佳樂科儀有限公司