专利名称：一种基于ZigBee的多变频器现场控制器系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于ZigBee的多变频器现场控制器系统。
背景技术：
随着现代工业生产自动化的不断兴起，变频器得到大规模的应用，同时又存在着许多不合理的地方，例如变频器安装在现场，不便于维护人员随时观察与操作，安装于控制室则电机与变频器的动力线过长，影响性能又增加成本，还会对其他设备的造成干扰。所以科研人员发明了变频器的远程控制器，申请号/专利号200820026703 ;变频器远程控制器，申请号/专利号=200920109510。这些专利的发明，有效的解决了许多问题。但是根本性的问题没有得到改善，仍然存在着通信线路长、布线格局难、动力线干扰大，在通信的过程中这些因素往往会导致数据的丢失、失真，甚至通信出现故障。当这些线中有一路出现断线，整个系统就会出现瘫痪，对企业造成重大损失。电机动力系统往往会散发大量热量，导 致温度、湿度升高，这时候，需要对变频器产出一系列命令，传统的发明并没有根本解决这些问题。
发明内容本实用新型的目的是提供了一种既能采集变频器数据、无线模式传送数据、系统网络自我修复功能，又能对整个工业现场进行温、湿度监测和控制的基于ZigBee的多变频器现场控制器系统。为达到发明目的本实用新型采用的技术方案是一种基于ZigBee的多变频器现场控制器系统，包括ZigBee网络协调器、ZigBee网络路由器和ZigBee网络终端设备，所述ZigBee网络终端设备包括变频器微控制器和变频器，其特征在于所述ZigBee网络协调器、ZigBee网络路由器和ZigBee网络终端设备组成网状网络拓扑结构，所述ZigBee网络协调器、ZigBee网络路由器和ZigBee网络终端设备之间均是通过无线传输；所述ZigBee网络协调器用于接收、发送、处理各种关于变频器的数据包；所述ZigBee网络路由器用于提供数据路由途径，并监测检测各个ZigBee网络路由器周围点的现场温度、湿度；所述ZigBee网络终端设备采集相关变频器运行数据，接收来自ZigBee网络路由器的数据，传送数据到ZigBee网络路由器。进一步，所述ZigBee网络协调器包括协调器微控制电路，所述协调器微控制电路采用支持2. 4G IEEE802. 15. 4/ZigBee片上系统的微控制芯片，所述微控制电路上连接有无线数传模块、触摸屏、报警及预报警模块、LCD显示模块、开关电源模块，所述无线数传模块由天线和射频接收及发送模块组成。进一步，所述ZigBee网络路由器包括支持2. 4G IEEE802. 15. 4/ZigBee片上系统的路由器微控制芯片，所述路由器微控制芯片上连接有无线数传模块、温度湿度采集模块和供电的电池，所述无线数传模块由天线和射频接收及发送模块组成。[0009]进一步，所述ZigBee网络终端设备的变频器微控制器采用支持2. 4GIEEE802. 15. 4/ZigBee片上系统的微控制芯片，其通过MODBUS通信协议与变频器进行通讯，所述变频器微控制器上连接有无线数传模块，所述无线数传模块由天线和射频接收及发送模块组成。本实用新型的技术构思，所述控制器系统内嵌标准MODBUS通信协议与变频器进行主从通讯。所述控制器系统控制变频器组启停、点动、运行频率设定、相关功能码参数的修改，变频器组工作状态及故障信息的监控等功能。所有的通讯都是无线模式。所述控制器系统能在ZigBee协议的支持下，能够组成相互通讯的网络。网络中的成员在掉电或者损坏的情况下，能够自动修复网络。所述控制器系统在大型LCD显示模块以及触摸屏的支持下，进行人机数据的交换。在发光二极管的控制下，进行过温、过湿预报警。所述ZigBee网络路由器，能够无线接收、传送来自网络协调器、网络终端设备的数据。所述ZigBee网络终端设备能与变频器进行通讯，采集到数据、传送指令。在ZigBee网络路由器中嵌入温度湿度采集模块，以便达到监测、控制工业现场的温度、湿度状态。所述控制器系统设有广播功能，通过该功能实现多台变频器同时控制的效果，不需要频繁的发送命令。本实用新型的有益效果由于能够网络化无线模式的方式控制变频器组，从而实现远程控制，加强了对工业现场的温度、湿度的监测。简化了方便了工作人员的安装维护工作。
图I是本实用新型的网络示意图。图2是本实用新型的ZigBee网络协调器组成部分示意图。图3是本实用新型的ZigBee网络路由器组成部分示意图。图4是本实用新型的ZigBee网络终端设备与变频器MODBUS通讯主电路和电源电路。图5是本实用新型的网络协调器控制盒的俯视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明，但并不将本实用新型局限于这些具体实施方式
。本领域技术人员应该认识到，本实用新型涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。参见图1-3，一种基于ZigBee的多变频器现场控制器系统，包括ZigBee网络协调器UZigBee网络路由器2和ZigBee网络终端设备3，所述ZigBee网络终端设备3包括变频器微控制器和变频器，所述ZigBee网络协调器UZigBee网络路由器2和ZigBee网络终端设备3组成网状网络拓扑结构，所述ZigBee网络协调器UZigBee网络路由器2和ZigBee网络终端设备3之间均是通过无线传输；所述ZigBee网络协调器I用于接收、发送、处理各种关于变频器的数据包；所述ZigBee网络路由器2用于提供数据路由途径，并监测检测各个ZigBee网络路由器2周围点的现场温度、湿度；所述ZigBee网络终端设备3采集相关变频器运行数据，接收来自ZigBee网络路由器2的数据，传送数据到ZigBee网络路由器2。所述ZigBee网络协调器I包括协调器微控制电路11，所述协调器微控制电路采用支持2. 4G IEEE802. 15. 4/ZigBee片上系统的微控制芯片，所述微控制电路11上连接有无线数传模块、触摸屏15、报警及预报警模块16、LCD显示模块13、开关电源模块14，所述无线数传模块由天线12和射频接收及发送模块17组成。所述ZigBee网络路由器2包括支持2. 4G IEEE802. 15. 4/ZigBee片上系统的路由器微控制芯片21，所述路由器微控制芯片21上连接有无线数传模块、温度湿度采集模块23和供电的电池22，所述无线数传模块由天线24和射频接收及发送模块25组成。所述ZigBee网络终端设备3的变频器微控制器采用支持2. 4G IEEE802. 15. 4/ZigBee片上系统的微控制芯片，其通过MODBUS通信协议与变频器进行通讯，所述变频器微控制器上连接有无线数传模块，所述无线数传模块由天线和射频接收及发送模块组成。本实用新型的技术构思，所述控制器系统内嵌标准MODBUS通信协议与变频器进行主从通讯。所述控制器系统控制变频器组启停、点动、运行频率设定、相关功能码参数的修改，变频器组工作状态及故障信息的监控等功能。所有的通讯都是无线模式。所述控制器系统能在ZigBee协议的支持下，能够组成相互通讯的网络。网络中的成员在掉电或者损坏的情况下，能够自动修复网络。所述控制器系统在大型LCD显示模块以及触摸屏的支持下，进行人机数据的交换。在发光二极管的控制下，进行过温、过湿预报警。所述ZigBee网络路由器2，能够无线接收、传送来自网络协调器、网络终端设备的数据。所述ZigBee网络终端设备3能与变频器进行通讯，采集到数据、传送指令。在ZigBee网络路由器2中嵌入温度湿度采集模块，以便达到监测、控制工业现场的温度、湿度状态。所述控制器系统设有广播功能，通过该功能实现多台变频器同时控制的效果，不需要频繁的发送命令。参见图4，是一个ZigBee网络终端设备与变频器MODBUS通讯主电路和电源电路。包括电阻R11、R12、R13、R14、R15，电容C2、C3、C4、C5，通信芯片U2，电阻Rll —端连接+5V,另一端连接通信芯片U2的2脚与3脚，电阻R12 —端连接+5V，另一端连接通信芯片U2的6脚，电阻R13的一端连接GND，另一端连接通信芯片U2的7脚，电阻R14的一端连接通信芯片U2的7脚，另一端连接RS-，电阻R15的一端连接通信芯片U2的6脚，另一端连接RS+，电容C2的一端连接通信芯片的6脚，另一端连接GND，电容C3的一端连接通信芯片的7脚，另一端连接GND，电容C4的一端连接RS-，另一端连接GND，电容C5的一端连接RS+，另一端连接GND，通信芯片U2的I脚连接RXD，4脚连接TXD，8脚连接+5V，5脚连接GND。该开关电源电路，包括电容C1、C6，电感LI，稳压管D1，稳压器U3。电容Cl的一端连接+24V，另一端连接GND，电容C6的一端连接+5V，另一端连接GND，电感LI的一端连接稳压器U3的2脚，另一端连接+5V，稳压管Dl的一端连接稳压器U3的2脚，另一端连接GND，稳压器U3的I脚连接+24V，3脚与5脚连接GND，4脚连接+5V。这样子，便可连接变频器和网络终端设备。本实用新型具体应用时，将ZigBee网络协调器安装在网络协调器控制盒内。参见图5，网络协调器控制盒壳体的中间位置安装一个IXD显示模块13及上面覆的触摸屏15，网络协调器控制盒壳体的右侧位置上设有多个发光二极管组成的运行指示5、预报警指示6、报警指示7、电源指示8，网络协调器控制盒壳体的右上角位置上设有安装天线的天线孔位4。网络协调器控制盒壳体的左侧位置留有两个端子，用于接入电源。将ZigBee网络路由器安装在网络路由器控制盒内，网络路由器控制盒包括一个壳体及与该壳体配合的后盖、电池盒、天线孔位、数字式温度、湿度传感器孔位，发光二极管。
权利要求1.一种基于ZigBee的多变频器现场控制器系统，包括ZigBee网络协调器、ZigBee网络路由器和ZigBee网络终端设备，所述ZigBee网络终端设备包括变频器微控制器和变频器，其特征在于所述ZigBee网络协调器、ZigBee网络路由器和ZigBee网络终端设备组成网状网络拓扑结构，所述ZigBee网络协调器、ZigBee网络路由器和ZigBee网络终端设备之间均是通过无线传输； 所述ZigBee网络协调器用于接收、发送、处理各种关于变频器的数据包；所述ZigBee网络路由器用于提供数据路由途径，并监测检测各个ZigBee网络路由器周围点的现场温度、湿度；所述ZigBee网络终端设备采集相关变频器运行数据，接收来自ZigBee网络路由器的数据，传送数据到ZigBee网络路由器。
2.根据权利要求I所述的一种基于ZigBee的多变频器现场控制器系统，其特征在于所述ZigBee网络协调器包括协调器微控制电路，所述协调器微控制电路采用支持2. 4GIEEE802. 15. 4/ZigBee片上系统的微控制芯片，所述微控制电路上连接有无线数传模块、触摸屏、报警及预报警模块、LCD显示模块、开关电源模块，所述无线数传模块由天线和射频接收及发送模块组成。
3.根据权利要求I或2所述的一种基于ZigBee的多变频器现场控制器系统，其特征在于所述ZigBee网络路由器包括支持2. 4G IEEE802. 15. 4/ZigBee片上系统的路由器微控制芯片，所述路由器微控制芯片上连接有无线数传模块、温度湿度采集模块和供电的电池，所述无线数传模块由天线和射频接收及发送模块组成。
4.根据权利要求3所述的一种基于ZigBee的多变频器现场控制器系统，其特征在于所述ZigBee网络终端设备的变频器微控制器采用支持2. 4G IEEE802. 15. 4/ZigBee片上系统的微控制芯片，其通过MODBUS通信协议与变频器进行通讯，所述变频器微控制器上连接有无线数传模块，所述无线数传模块由天线和射频接收及发送模块组成。
专利摘要一种基于ZigBee的多变频器现场控制器系统，包括ZigBee网络协调器、ZigBee网络路由器和ZigBee网络终端设备，所述ZigBee网络终端设备包括变频器微控制器和变频器，所述ZigBee网络协调器、ZigBee网络路由器和ZigBee网络终端设备组成网状网络拓扑结构，所述ZigBee网络协调器、ZigBee网络路由器和ZigBee网络终端设备之间均是通过无线传输。本实用新型的有益效果由于能够网络化无线模式的方式控制变频器组，从而实现远程控制，加强了对工业现场的温度、湿度的监测。简化了方便了工作人员的安装维护工作。
文档编号H04W84/18GK202433755SQ201120562028
公开日2012年9月12日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者张彦杰 申请人:嘉兴市佳乐科仪有限公司