变频器的Profibus-DP通讯扩展卡和变频器的制造方法
专利名称:变频器的Profibus-DP通讯扩展卡和变频器的制造方法
【专利摘要】一种变频器的Profibus?DP通讯扩展卡，可插接于变频器上，可将变频器的Modbus协议数据转换为Profibus?DP协议数据，包括单片机CPU，拨码开关，协议转换模块，Profibus总线隔离模块，Profibus DP接口，Modbus通讯模块和RS485通信接口；Profibus?DP通讯扩展卡的RS485通信接口与变频器的RS485接口连接；Modbus通讯模块与RS485通信接口连接；单片机CPU与Modbus通讯模块连接；协议转换模块与单片机CPU连接；Profibus总线隔离模块与协议转换模块连接，用于隔离保护电路；Profibus?DP接口与Profibus总线隔离模块连接，将转换后Profibus?DP协议数据通过Profibus?DP接口输出至Profibus网络；拨码开关的输出端与单片机CPU1连接，用于通讯扩展卡的通讯地址设置。
【专利说明】
变频器的Prof i bus-DP通讯扩展卡和变频器
技术领域
[0001]本实用新型涉及低压电器领域，涉及一种变频器，特别涉及一种变频器的Prof ibus-DP通讯扩展卡。
【背景技术】
[0002]PR0FIBUS是德国标准(DIN19245)和欧洲标准(EN50170)的现场总线标准。Prof ibus-DP是一种坚固耐用、功能强大、开放性好的通讯总线，可快速、循环的进行数据交换。目前部分变频器提供RS485通信接口，采用国际标准的Modbus通讯协议进行主从通讯。如生产具有Profibus-DP通讯功能的变频器，在变频器主控制板或操作面板上增加Prof ibus-DP通讯功能，则大大增加了变频器的成本。如将Profibus-DP通讯扩展卡作为变频器的外设，将变频器的Modbus通讯协议数据通过该通讯扩展卡转换为Profibus-DP协议数据，则可降低成本，同时也不影响变频器的正常使用。
[0003]一般变频器的Prof ibus-DP通讯扩展卡的缺点是:
[0004]1、变频器一般会提供RS485接口，采用国际标准的Modbus通信协议进行主从通信。采用主从式的单一方式进行通信，通信方式不够灵活，也无法实现高速通信。变频器无法实现与其他现场总线工业设备之间进行网络通讯。
[0005]2、一般用的协议转换芯片SPC3，不能完全支持Profibus-DPVO，DPV1和DPV2协议，且只采支持5V电源，价格高，功耗高。
[0006]3、一般通讯扩展卡的LED指示灯均是安装在扩展卡上，扩展卡若是安装在变频器内部，便不能直观看到LED指示灯指示的通讯扩展卡的工作状态。
[0007]4、一般变频器的Prof ibus-DP通讯扩展卡的PZD参数通过GSD文件进行设定，不能通过变频器内部参数设定PZD功能参数。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种性能安全稳定，结构简单，成本低的变频器的Prof ibus-DP通讯扩展卡和变频器。
[0009]为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案:
[0010]一种变频器的Prof ibus-DP通讯扩展卡，可插接于变频器上，可将变频器的Modbus协议数据转换为Profibus-DP协议数据，包括51单片机CPUl，拨码开关3，协议转换模块5，Prof ibus总线隔离模块6 ,ProfibusDP接口 7，Modbus通讯模块8和RS485通信接口 9;Prof ibus-DP通讯扩展卡的RS485通信接口 9与变频器的RS485接口连接并进行数据通信；Modbus通讯模块8与RS485通信接口 9连接，Modbus通讯模块8与变频器进行主从数据通信，变频器作为Modbus-RTU从站，Profibus-DP通讯扩展卡作为Modbus-RTU主站;51单片机CPUl与Modbus通讯模块8连接;协议转换模块5与51单片机CPUl连接，将变频器的Modbus协议数据转换为Prof ibus-DP协议数据;Prof ibus总线隔离模块6与协议转换模块5连接，用于隔离保护电路;Prof ibus-DP接口 7与Prof ibus总线隔离模块6连接，将转换后Prof ibus-DP协议数据通过Prof ibus-DP接口 7输出至Prof ibus网络;拨码开关3的输出端与51单片机CPUl连接，用于通讯扩展卡的通讯地址设置。
[0011 ]进一步，所述Profibus-DP通讯扩展卡采用VPC3协议转换芯片，VPC3协议转换芯片集成了Prof ibus-DP协议，兼容Prof ibus-DPVO，Prof ibus-DPVI，Prof ibus_DPV2协议。
[0012]进一步，所述Prof ibus-DP通讯扩展卡还包括LED信号处理4，LED信号处理4的输入端与51单片机CPUl连接，LED信号处理4的输出端与变频器的CPU主控制板连接，引入到变频器的操作面板14上控制LED指示灯进行显示，用于指示Prof ibus-DP通讯扩展卡的工作状
??τ O
[0013]进一步，变频器的操作面板14上分别设有三个LED指示灯，分别为红色LED指示灯，绿色LED指示灯和黄色LED指示灯，LED指示灯信号通过与变频器的CPU主控制板连接，引入到变频器的操作面板上，控制三个LED指示灯。
[OOM] 进一步，所述Profibus总线隔离模块6采用Profibus接口专用芯片和半双工、隔离的RS485收发器；Prof ibus总线端波特率为9.6kbps至12Mbps ； Prof ibus-DP接口 7为Profibus DB9接口；电源和51单片机CPUl之间设有电源转换隔离模块2，所述电源转换隔离模块2输出3.3V和5V的直流电源。
[0015]一种变频器，包括上述的Prof ibus-DP通讯扩展卡，散热底座11，变频器本体12，上盖13，操作面板14和变频器主控制板15，所述变频器本体12设于散热底座11上，上盖13设于变频器本体12上，操作面板14覆盖设于上盖13上，Prof ibus-DP通讯扩展卡和变频器主控制板15并排设于变频器本体12上方两侧。
[0016]进一步，Prof ibusDP接口 7和拨码开关3设于Prof ibus-DP通讯扩展卡的一端，拨码开关3位于Prof ibusDP接口 7的一侧；与变频器主控制板15连接的第一连接端子91设于Prof ibus-DP通讯扩展卡的另一端。
[0017]进一步，Prof ibus-DP通讯扩展卡的另一端设有与变频器主控制板15连接的第一连接端子91，变频器主控制板15的一端边缘设有与第一连接端子91对接的第二连接端子92，第二连接端子92凸出延伸到变频器主控制板15外，Profibus-DP通讯扩展卡的另一端设有与第二连接端子92配合的U形安装槽901，安装时，第二连接端子92伸入Profibus-DP通讯扩展卡的U形安装槽901内，第二连接端子92通过排线与第一连接端子91连接。
[0018]本实用新型变频器的Profibus-DP通讯扩展卡可用在只提供了RS485接口的变频器上，将Prof ibus-DP通讯扩展卡作为变频器的外设，将变频器的Modbus通讯协议数据通过该通讯扩展卡转换为Profibus-DP协议数据，从而实现与其他Profibus-DP现场总线工业设备之间的网络通讯，降低成本，同时不影响变频器的正常使用；Profibus-DP通讯扩展卡作为变频器的一个独立的模块，可标配，也可选配。若作为选配，用户可根据实际情况自行决定是否选购，在一定程度上节约成本。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型变频器的Profibus-DP通讯扩展卡框架图；
[0020]图2是本实用新型变频器的分解图；
[0021 ]图3是本实用新型变频器的结构示意图；
[0022]图4是本实用新型操作面板的结构示意图；
[0023]图5是Profibus-DP通讯扩展卡的结构示意图图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图1给出的实施例，进一步说明本实用新型的变频器的Profibus-DP通讯扩展卡的【具体实施方式】。本实用新型的变频器的Profibus-DP通讯扩展卡不限于以下实施例的描述。
[0025]如图1所示，本实用新型变频器的Prof ibus-DP通讯扩展卡，可插接于变频器上，可将变频器的Modbus协议数据转换为Prof ibus-DP协议数据，包括51单片机CPUl，电源转换隔离模块2，拨码开关3，协议转换模块5 ,Profibus总线隔离模块6，Profibus DP接口 7，Modbus通讯模块8和RS485通信接口 9;Profibus-DP通讯扩展卡的RS485通信接口9与变频器的RS485接口连接并进行数据通信;Modbus通讯模块8与RS485通信接口 9连接，Modbus通讯模块8与变频器进行主从数据通信，变频器作为Modbus-RTU从站，Profibus-DP通讯扩展卡作为Modbus-RTU主站；51单片机CPUl与Modbus通讯模块8连接，协议转换模块5与51单片机CPUl连接，将变频器的Modbus协议数据转换为Prof ibus-DP协议数据;Prof ibus总线隔离模块6与协议转换模块5连接，用于隔离保护电路;Prof ibus-DP接口 7与Prof ibus总线隔离模块6连接，将转换后Prof ibus-DP协议数据通过Prof ibus-DP接口 7输出至Prof ibus网络;拨码开关3的输出端与51单片机CPUl连接，用于通讯扩展卡的通讯地址设置。
[0026]本实用新型变频器的Profibus-DP通讯扩展卡在只提供了RS485接口的变频器上，将Prof ibus-DP通讯扩展卡作为变频器的外设，将变频器的Modbus通讯协议数据通过该通讯扩展卡转换为Profibus-DP协议数据，从而实现与其他Profibus-DP现场总线工业设备之间的网络通讯，节约研发成本和周期，同时不影响变频器的正常使用;Profibus-DP通讯扩展卡作为变频器的一个独立的模块，可标配，也可选配。若作为选配，用户可根据实际情况自行决定是否选购，在一定程度上节约成本。
[0027]另外，电源和51单片机CPUl之间设有电源转换隔离模块2，所述电源转换隔离模块2输出3.3V和5V的直流电源。
[0028]Prof ibus-DP通讯扩展卡采用VPC3协议转换芯片，VPC3协议转换芯片集成了Prof ibus-DP协议，，Profibus-DPVl，Prof ibus_DPV2协议，同时支持
3.3V和5￥的电源电压。功耗低，工作时间长了不容易发热，价格低，节约成本。
[0029]Prof ibus-DP通讯扩展卡的PZD功能参数通过变频器内部参数设定或GSD文件设定。Prof ibus-DP寄存器与Modbus寄存器的映射通过GSD文件实现，部分参数也可以由变频器内部参数设定，变频器内增加PZD1-PZD10参数的可选项，可设置PZD1-PZD10读数据参数和PZD1-PZD10写数据参数分别对应的Modbus参数，Prof ibus-DP通讯扩展卡周期性读取变频器PZD1-PZD10读写数据参数。例如:以PZD读数据为例，O表示无效，I表示基本运行频率，modbus通讯地址0x0010，2表示设定频率，modbus通讯地址0x3400，3表示母线电压，modbus通讯地址0x3402，4表示输出电压，modbus通讯地址0x3403等N个数据，PZD1-PZD10读数据分别可设定为这N个数据中任意一个。当在变频器显示操作面板上将PZDl读数据设置为2，则此时将PZDl读参数对应为modbus通讯地址0x3400的设定频率;若将PZDl读数据设置为O，则根据GSD文件中配置的PZDl读参数对应的modbus通讯地址数据。
[0030]如图1-2所示，Prof ibus-DP通讯扩展卡还包括LED信号处理4，LED信号处理4的输入端与51单片机CPUl连接，LED信号处理4的输出端与变频器的CPU主控制板连接，引入到变频器的操作面板14上控制三个LED指示灯进行显示，用于指示Prof ibus-DP通讯扩展卡的工作状态。变频器的操作面板14上分别设有三个LED指示灯，分别为红色LED指示灯，绿色LED指示灯和黄色LED指示灯，LED指示灯信号通过与变频器的CPU主控制板连接，引入到变频器的操作面板上，控制三个LED指示灯。变频器的操作面板14上分别设有用于红色LED指示灯，绿色LED指示灯和黄色LED指示灯的三个安装通孔，红色LED指示灯，绿色LED指示灯和黄色LED指示灯分别从一侧伸入三个安装通孔内固定。例如:红灯亮，Prof ibus-DP卡和变频器串口连接成功且正常通信；红灯闪，连接成功但通信有错误；红灯灭则连接不成功。黄灯亮，Prof ibus-DP卡与主站正常通信；黄灯闪，连接成功但通信有错误;黄灯灭则连接不成功。Profibus-DP通讯扩展卡的工作状态在变频器的操作面板上进行显示，更加直观。
[0031]所述Prof ibus总线隔离模块6采用Prof ibus接口专用芯片和半双工、隔离的RS485收发器。现场总线接口电路是Prof ibus-DP协议转换芯片VPC3+C与现场总线侧连接的电路，因为Prof ibus-DP可以达到12Mbps的速率，所以对于接口电路的要求非常高，选用Prof ibus接口专用芯片，半双工、隔离的RS485收发器，含有保护隔离电路，可减少硬件电路的布线，提尚通?目的稳定性。
[0032]拨码开关，用于通讯扩展卡的通讯地址设置，地址值等于ON档位权值之和，其中I为最低位。PROFIBUS-DP支持的站地址由I到0x7D，为了防止寻址过程发生地址的冲突，采用一个八位的拨码开关，用后七位进行128位的寻址。因为通讯扩展卡作为PROFIBUS-DP通讯的从站，必须有不与其他站冲突的地址，所以通过一个8位的拨码开关手动设定通讯扩展卡的地址，然后由CPU读入并写入VPC3特定的存储位置。Prof ibus总线端波特率为9.6kbps至12Mbps ο
[0033]最后，Profibus-DP接口 7 为 Profibus DB9接口。Prof ibus DB9 接口为标准Prof ibus DB9接口，是Prof ibus的标准连接器，用以连接Prof ibus网络，可用此接口连接通信适配器至PROFIBUS-DP系统。
[0034]如图2-5所示，本实用新型变频器，包括上述的Prof ibus-DP通讯扩展卡，散热底座11，变频器本体12，上盖13，操作面板14和变频器主控制板15，所述变频器本体12设于散热底座11上，上盖13设于变频器本体12上，操作面板14覆盖设于上盖13上，Profibus-DP通讯扩展卡和变频器主控制板15并排设于变频器本体12上方两侧。
[0035]如图2和5所示，Prof ibusDP接口 7和拨码开关3设于Prof ibus-DP通讯扩展卡的一端，拨码开关3位于Prof ibusDP接口 7的一侧；与变频器主控制板15连接的第一连接端子91设于Prof ibus-DP通讯扩展卡的另一端。
[0036]如图2和5所示，Profibus-DP通讯扩展卡的另一端设有与变频器主控制板15连接的第一连接端子91，第一连接端子91为双排直插插座，变频器主控制板15的一端边缘设有与第一连接端子91对接的第二连接端子92，第二连接端子92为弯角双排插座，第二连接端子92凸出延伸到变频器主控制板15外，Prof ibus-DP通讯扩展卡的另一端设有与第二连接端子92配合的U形安装槽901，安装时，第二连接端子92伸入Prof ibus-DP通讯扩展卡的U形安装槽901内，第二连接端子92通过排线与第一连接端子91连接;通过U型安装槽901定位，通过排线连接避免对加工精度的过高要求。Prof ibus-DP通讯扩展卡的电源电压、RS485通信接口 9、LED信号处理4的信号均是通过第一连接端子91与变频器主控制板的第二连接端子92连接。
[0037]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种变频器的Profibus-DP通讯扩展卡，其特征在于:可插接于变频器上，可将变频器的Modbus协议数据转换为Profibus-DP协议数据，包括51单片机CPU( I)，拨码开关(3)，协议转换模块(5) ,Profibus总线隔离模块(6) ,ProfibusDP接口(7)，Modbus通讯模块(8)和RS485通信接口(9) ;Profibus-DP通讯扩展卡的RS485通信接口(9)与变频器的RS485接口连接并进行数据通信;Modbus通讯模块(8)与RS485通信接口(9)连接，Modbus通讯模块(8)与变频器进行主从数据通信，变频器作为Modbus-RTU从站，Profibus-DP通讯扩展卡作为Modbus-RTU主站；51单片机CPU( I)与Modbus通讯模块(8)连接;协议转换模块(5)与51单片机CPU( I)连接，将变频器的Modbus协议数据转换为Prof ibus_DP协议数据;Prof ibus总线隔离模块(6)与协议转换模块(5)连接，用于隔离保护电路;Profibus-DP接口(7)与Profibus总线隔离模块(6)连接，将转换后Profibus-DP协议数据通过Profibus-DP接口(7)输出至Profibus网络;拨码开关(3)的输出端与51单片机CPU(I)连接，用于通讯扩展卡的通讯地址设置。2.根据权利要求1所述的变频器的Profibus-DP通讯扩展卡，其特征在于:所述Prof ibus-DP通讯扩展卡采用VPC3协议转换芯片，VPC3协议转换芯片集成了 Profibus-DP协议，兼容Profibus-DPVO，Profibus-DPVl，Prof ibus-DPV2协议。3.根据权利要求1所述的变频器的Profibus-DP通讯扩展卡，其特征在于:所述Prof ibus-DP通讯扩展卡还包括LED信号处理(4)，LED信号处理(4)的输入端与51单片机CPU(I)连接，LED信号处理(4)的输出端与变频器的CPU主控制板连接，引入到变频器的操作面板(14)上控制LED指示灯进行显示，用于指示Prof ibus-DP通讯扩展卡的工作状态。4.根据权利要求3所述的变频器的Profibus-DP通讯扩展卡，其特征在于:变频器的操作面板(14)上分别设有三个LED指示灯，分别为红色LED指示灯，绿色LED指示灯和黄色LED指示灯，LED指示灯信号通过与变频器的CPU主控制板连接，引入到变频器的操作面板上，控制三个LED指示灯。5.根据权利要求1所述的变频器的Profibus-DP通讯扩展卡，其特征在于:所述Prof ibus总线隔离模块(6)采用Prof ibus接口专用芯片和半双工、隔离的RS485收发器；Prof ibus 总线端波特率为 9.61^^8至12]/^^8;?1'0；1^13118-0?接口(7)为Prof ibus DB9 接口 ；电源和51单片机CPU(I)之间设有电源转换隔离模块(2)，所述电源转换隔离模块(2)输出3.3V和5V的直流电源。6.—种变频器，其特征在于:包括如权利要求1-5任一所述的Profibus-DP通讯扩展卡，散热底座(II)，变频器本体(I2)，上盖(I3)，操作面板(I4)和变频器主控制板(I5)，所述变频器本体(12)设于散热底座(11)上，上盖(13)设于变频器本体(12)上，操作面板(14)覆盖设于上盖(13)上，Profibus-DP通讯扩展卡和变频器主控制板(15)并排设于变频器本体(12)上方两侧。7.根据权利要求6所述的变频器，其特征在于:ProfibusDP接口(7)和拨码开关(3)设于Prof ibus-DP通讯扩展卡的一端，拨码开关(3)位于Prof ibusDP接口(7)的一侧;与变频器主控制板(15)连接的第一连接端子(91)设于Profibus-DP通讯扩展卡的另一端。8.根据权利要求6所述的变频器，其特征在于:Pr0fibus-DP通讯扩展卡的另一端设有与变频器主控制板(15)连接的第一连接端子(91)，变频器主控制板(15)的一端边缘设有与第一连接端子(91)对接的第二连接端子(92)，第二连接端子(92)凸出延伸到变频器主控制板(15)外，Profibus-DP通讯扩展卡的另一端设有与第二连接端子(92)配合的U形安装槽(901)，安装时，第二连接端子(92)伸入Prof ibus-DP通讯扩展卡的U形安装槽(901)内，第二连接端子(92)通过排线与第一连接端子(91)连接。
【文档编号】G06F13/38GK205721755SQ201620188712
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】张美娟, 陈爱华, 封晓东, 毕燕林, 万星星, 阮冬华
【申请人】浙江正泰电器股份有限公司, 上海电科电器科技有限公司
【专利摘要】一种变频器的Profibus?DP通讯扩展卡，可插接于变频器上，可将变频器的Modbus协议数据转换为Profibus?DP协议数据，包括单片机CPU，拨码开关，协议转换模块，Profibus总线隔离模块，Profibus DP接口，Modbus通讯模块和RS485通信接口；Profibus?DP通讯扩展卡的RS485通信接口与变频器的RS485接口连接；Modbus通讯模块与RS485通信接口连接；单片机CPU与Modbus通讯模块连接；协议转换模块与单片机CPU连接；Profibus总线隔离模块与协议转换模块连接，用于隔离保护电路；Profibus?DP接口与Profibus总线隔离模块连接，将转换后Profibus?DP协议数据通过Profibus?DP接口输出至Profibus网络；拨码开关的输出端与单片机CPU1连接，用于通讯扩展卡的通讯地址设置。
【专利说明】
变频器的Prof i bus-DP通讯扩展卡和变频器
技术领域
[0001]本实用新型涉及低压电器领域，涉及一种变频器，特别涉及一种变频器的Prof ibus-DP通讯扩展卡。
【背景技术】
[0002]PR0FIBUS是德国标准(DIN19245)和欧洲标准(EN50170)的现场总线标准。Prof ibus-DP是一种坚固耐用、功能强大、开放性好的通讯总线，可快速、循环的进行数据交换。目前部分变频器提供RS485通信接口，采用国际标准的Modbus通讯协议进行主从通讯。如生产具有Profibus-DP通讯功能的变频器，在变频器主控制板或操作面板上增加Prof ibus-DP通讯功能，则大大增加了变频器的成本。如将Profibus-DP通讯扩展卡作为变频器的外设，将变频器的Modbus通讯协议数据通过该通讯扩展卡转换为Profibus-DP协议数据，则可降低成本，同时也不影响变频器的正常使用。
[0003]一般变频器的Prof ibus-DP通讯扩展卡的缺点是:
[0004]1、变频器一般会提供RS485接口，采用国际标准的Modbus通信协议进行主从通信。采用主从式的单一方式进行通信，通信方式不够灵活，也无法实现高速通信。变频器无法实现与其他现场总线工业设备之间进行网络通讯。
[0005]2、一般用的协议转换芯片SPC3，不能完全支持Profibus-DPVO，DPV1和DPV2协议，且只采支持5V电源，价格高，功耗高。
[0006]3、一般通讯扩展卡的LED指示灯均是安装在扩展卡上，扩展卡若是安装在变频器内部，便不能直观看到LED指示灯指示的通讯扩展卡的工作状态。
[0007]4、一般变频器的Prof ibus-DP通讯扩展卡的PZD参数通过GSD文件进行设定，不能通过变频器内部参数设定PZD功能参数。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种性能安全稳定，结构简单，成本低的变频器的Prof ibus-DP通讯扩展卡和变频器。
[0009]为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案:
[0010]一种变频器的Prof ibus-DP通讯扩展卡，可插接于变频器上，可将变频器的Modbus协议数据转换为Profibus-DP协议数据，包括51单片机CPUl，拨码开关3，协议转换模块5，Prof ibus总线隔离模块6 ,ProfibusDP接口 7，Modbus通讯模块8和RS485通信接口 9;Prof ibus-DP通讯扩展卡的RS485通信接口 9与变频器的RS485接口连接并进行数据通信；Modbus通讯模块8与RS485通信接口 9连接，Modbus通讯模块8与变频器进行主从数据通信，变频器作为Modbus-RTU从站，Profibus-DP通讯扩展卡作为Modbus-RTU主站;51单片机CPUl与Modbus通讯模块8连接;协议转换模块5与51单片机CPUl连接，将变频器的Modbus协议数据转换为Prof ibus-DP协议数据;Prof ibus总线隔离模块6与协议转换模块5连接，用于隔离保护电路;Prof ibus-DP接口 7与Prof ibus总线隔离模块6连接，将转换后Prof ibus-DP协议数据通过Prof ibus-DP接口 7输出至Prof ibus网络;拨码开关3的输出端与51单片机CPUl连接，用于通讯扩展卡的通讯地址设置。
[0011 ]进一步，所述Profibus-DP通讯扩展卡采用VPC3协议转换芯片，VPC3协议转换芯片集成了Prof ibus-DP协议，兼容Prof ibus-DPVO，Prof ibus-DPVI，Prof ibus_DPV2协议。
[0012]进一步，所述Prof ibus-DP通讯扩展卡还包括LED信号处理4，LED信号处理4的输入端与51单片机CPUl连接，LED信号处理4的输出端与变频器的CPU主控制板连接，引入到变频器的操作面板14上控制LED指示灯进行显示，用于指示Prof ibus-DP通讯扩展卡的工作状
??τ O
[0013]进一步，变频器的操作面板14上分别设有三个LED指示灯，分别为红色LED指示灯，绿色LED指示灯和黄色LED指示灯，LED指示灯信号通过与变频器的CPU主控制板连接，引入到变频器的操作面板上，控制三个LED指示灯。
[OOM] 进一步，所述Profibus总线隔离模块6采用Profibus接口专用芯片和半双工、隔离的RS485收发器；Prof ibus总线端波特率为9.6kbps至12Mbps ； Prof ibus-DP接口 7为Profibus DB9接口；电源和51单片机CPUl之间设有电源转换隔离模块2，所述电源转换隔离模块2输出3.3V和5V的直流电源。
[0015]一种变频器，包括上述的Prof ibus-DP通讯扩展卡，散热底座11，变频器本体12，上盖13，操作面板14和变频器主控制板15，所述变频器本体12设于散热底座11上，上盖13设于变频器本体12上，操作面板14覆盖设于上盖13上，Prof ibus-DP通讯扩展卡和变频器主控制板15并排设于变频器本体12上方两侧。
[0016]进一步，Prof ibusDP接口 7和拨码开关3设于Prof ibus-DP通讯扩展卡的一端，拨码开关3位于Prof ibusDP接口 7的一侧；与变频器主控制板15连接的第一连接端子91设于Prof ibus-DP通讯扩展卡的另一端。
[0017]进一步，Prof ibus-DP通讯扩展卡的另一端设有与变频器主控制板15连接的第一连接端子91，变频器主控制板15的一端边缘设有与第一连接端子91对接的第二连接端子92，第二连接端子92凸出延伸到变频器主控制板15外，Profibus-DP通讯扩展卡的另一端设有与第二连接端子92配合的U形安装槽901，安装时，第二连接端子92伸入Profibus-DP通讯扩展卡的U形安装槽901内，第二连接端子92通过排线与第一连接端子91连接。
[0018]本实用新型变频器的Profibus-DP通讯扩展卡可用在只提供了RS485接口的变频器上，将Prof ibus-DP通讯扩展卡作为变频器的外设，将变频器的Modbus通讯协议数据通过该通讯扩展卡转换为Profibus-DP协议数据，从而实现与其他Profibus-DP现场总线工业设备之间的网络通讯，降低成本，同时不影响变频器的正常使用；Profibus-DP通讯扩展卡作为变频器的一个独立的模块，可标配，也可选配。若作为选配，用户可根据实际情况自行决定是否选购，在一定程度上节约成本。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型变频器的Profibus-DP通讯扩展卡框架图；
[0020]图2是本实用新型变频器的分解图；
[0021 ]图3是本实用新型变频器的结构示意图；
[0022]图4是本实用新型操作面板的结构示意图；
[0023]图5是Profibus-DP通讯扩展卡的结构示意图图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图1给出的实施例，进一步说明本实用新型的变频器的Profibus-DP通讯扩展卡的【具体实施方式】。本实用新型的变频器的Profibus-DP通讯扩展卡不限于以下实施例的描述。
[0025]如图1所示，本实用新型变频器的Prof ibus-DP通讯扩展卡，可插接于变频器上，可将变频器的Modbus协议数据转换为Prof ibus-DP协议数据，包括51单片机CPUl，电源转换隔离模块2，拨码开关3，协议转换模块5 ,Profibus总线隔离模块6，Profibus DP接口 7，Modbus通讯模块8和RS485通信接口 9;Profibus-DP通讯扩展卡的RS485通信接口9与变频器的RS485接口连接并进行数据通信;Modbus通讯模块8与RS485通信接口 9连接，Modbus通讯模块8与变频器进行主从数据通信，变频器作为Modbus-RTU从站，Profibus-DP通讯扩展卡作为Modbus-RTU主站；51单片机CPUl与Modbus通讯模块8连接，协议转换模块5与51单片机CPUl连接，将变频器的Modbus协议数据转换为Prof ibus-DP协议数据;Prof ibus总线隔离模块6与协议转换模块5连接，用于隔离保护电路;Prof ibus-DP接口 7与Prof ibus总线隔离模块6连接，将转换后Prof ibus-DP协议数据通过Prof ibus-DP接口 7输出至Prof ibus网络;拨码开关3的输出端与51单片机CPUl连接，用于通讯扩展卡的通讯地址设置。
[0026]本实用新型变频器的Profibus-DP通讯扩展卡在只提供了RS485接口的变频器上，将Prof ibus-DP通讯扩展卡作为变频器的外设，将变频器的Modbus通讯协议数据通过该通讯扩展卡转换为Profibus-DP协议数据，从而实现与其他Profibus-DP现场总线工业设备之间的网络通讯，节约研发成本和周期，同时不影响变频器的正常使用;Profibus-DP通讯扩展卡作为变频器的一个独立的模块，可标配，也可选配。若作为选配，用户可根据实际情况自行决定是否选购，在一定程度上节约成本。
[0027]另外，电源和51单片机CPUl之间设有电源转换隔离模块2，所述电源转换隔离模块2输出3.3V和5V的直流电源。
[0028]Prof ibus-DP通讯扩展卡采用VPC3协议转换芯片，VPC3协议转换芯片集成了Prof ibus-DP协议，，Profibus-DPVl，Prof ibus_DPV2协议，同时支持
3.3V和5￥的电源电压。功耗低，工作时间长了不容易发热，价格低，节约成本。
[0029]Prof ibus-DP通讯扩展卡的PZD功能参数通过变频器内部参数设定或GSD文件设定。Prof ibus-DP寄存器与Modbus寄存器的映射通过GSD文件实现，部分参数也可以由变频器内部参数设定，变频器内增加PZD1-PZD10参数的可选项，可设置PZD1-PZD10读数据参数和PZD1-PZD10写数据参数分别对应的Modbus参数，Prof ibus-DP通讯扩展卡周期性读取变频器PZD1-PZD10读写数据参数。例如:以PZD读数据为例，O表示无效，I表示基本运行频率，modbus通讯地址0x0010，2表示设定频率，modbus通讯地址0x3400，3表示母线电压，modbus通讯地址0x3402，4表示输出电压，modbus通讯地址0x3403等N个数据，PZD1-PZD10读数据分别可设定为这N个数据中任意一个。当在变频器显示操作面板上将PZDl读数据设置为2，则此时将PZDl读参数对应为modbus通讯地址0x3400的设定频率;若将PZDl读数据设置为O，则根据GSD文件中配置的PZDl读参数对应的modbus通讯地址数据。
[0030]如图1-2所示，Prof ibus-DP通讯扩展卡还包括LED信号处理4，LED信号处理4的输入端与51单片机CPUl连接，LED信号处理4的输出端与变频器的CPU主控制板连接，引入到变频器的操作面板14上控制三个LED指示灯进行显示，用于指示Prof ibus-DP通讯扩展卡的工作状态。变频器的操作面板14上分别设有三个LED指示灯，分别为红色LED指示灯，绿色LED指示灯和黄色LED指示灯，LED指示灯信号通过与变频器的CPU主控制板连接，引入到变频器的操作面板上，控制三个LED指示灯。变频器的操作面板14上分别设有用于红色LED指示灯，绿色LED指示灯和黄色LED指示灯的三个安装通孔，红色LED指示灯，绿色LED指示灯和黄色LED指示灯分别从一侧伸入三个安装通孔内固定。例如:红灯亮，Prof ibus-DP卡和变频器串口连接成功且正常通信；红灯闪，连接成功但通信有错误；红灯灭则连接不成功。黄灯亮，Prof ibus-DP卡与主站正常通信；黄灯闪，连接成功但通信有错误;黄灯灭则连接不成功。Profibus-DP通讯扩展卡的工作状态在变频器的操作面板上进行显示，更加直观。
[0031]所述Prof ibus总线隔离模块6采用Prof ibus接口专用芯片和半双工、隔离的RS485收发器。现场总线接口电路是Prof ibus-DP协议转换芯片VPC3+C与现场总线侧连接的电路，因为Prof ibus-DP可以达到12Mbps的速率，所以对于接口电路的要求非常高，选用Prof ibus接口专用芯片，半双工、隔离的RS485收发器，含有保护隔离电路，可减少硬件电路的布线，提尚通?目的稳定性。
[0032]拨码开关，用于通讯扩展卡的通讯地址设置，地址值等于ON档位权值之和，其中I为最低位。PROFIBUS-DP支持的站地址由I到0x7D，为了防止寻址过程发生地址的冲突，采用一个八位的拨码开关，用后七位进行128位的寻址。因为通讯扩展卡作为PROFIBUS-DP通讯的从站，必须有不与其他站冲突的地址，所以通过一个8位的拨码开关手动设定通讯扩展卡的地址，然后由CPU读入并写入VPC3特定的存储位置。Prof ibus总线端波特率为9.6kbps至12Mbps ο
[0033]最后，Profibus-DP接口 7 为 Profibus DB9接口。Prof ibus DB9 接口为标准Prof ibus DB9接口，是Prof ibus的标准连接器，用以连接Prof ibus网络，可用此接口连接通信适配器至PROFIBUS-DP系统。
[0034]如图2-5所示，本实用新型变频器，包括上述的Prof ibus-DP通讯扩展卡，散热底座11，变频器本体12，上盖13，操作面板14和变频器主控制板15，所述变频器本体12设于散热底座11上，上盖13设于变频器本体12上，操作面板14覆盖设于上盖13上，Profibus-DP通讯扩展卡和变频器主控制板15并排设于变频器本体12上方两侧。
[0035]如图2和5所示，Prof ibusDP接口 7和拨码开关3设于Prof ibus-DP通讯扩展卡的一端，拨码开关3位于Prof ibusDP接口 7的一侧；与变频器主控制板15连接的第一连接端子91设于Prof ibus-DP通讯扩展卡的另一端。
[0036]如图2和5所示，Profibus-DP通讯扩展卡的另一端设有与变频器主控制板15连接的第一连接端子91，第一连接端子91为双排直插插座，变频器主控制板15的一端边缘设有与第一连接端子91对接的第二连接端子92，第二连接端子92为弯角双排插座，第二连接端子92凸出延伸到变频器主控制板15外，Prof ibus-DP通讯扩展卡的另一端设有与第二连接端子92配合的U形安装槽901，安装时，第二连接端子92伸入Prof ibus-DP通讯扩展卡的U形安装槽901内，第二连接端子92通过排线与第一连接端子91连接;通过U型安装槽901定位，通过排线连接避免对加工精度的过高要求。Prof ibus-DP通讯扩展卡的电源电压、RS485通信接口 9、LED信号处理4的信号均是通过第一连接端子91与变频器主控制板的第二连接端子92连接。
[0037]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种变频器的Profibus-DP通讯扩展卡，其特征在于:可插接于变频器上，可将变频器的Modbus协议数据转换为Profibus-DP协议数据，包括51单片机CPU( I)，拨码开关(3)，协议转换模块(5) ,Profibus总线隔离模块(6) ,ProfibusDP接口(7)，Modbus通讯模块(8)和RS485通信接口(9) ;Profibus-DP通讯扩展卡的RS485通信接口(9)与变频器的RS485接口连接并进行数据通信;Modbus通讯模块(8)与RS485通信接口(9)连接，Modbus通讯模块(8)与变频器进行主从数据通信，变频器作为Modbus-RTU从站，Profibus-DP通讯扩展卡作为Modbus-RTU主站；51单片机CPU( I)与Modbus通讯模块(8)连接;协议转换模块(5)与51单片机CPU( I)连接，将变频器的Modbus协议数据转换为Prof ibus_DP协议数据;Prof ibus总线隔离模块(6)与协议转换模块(5)连接，用于隔离保护电路;Profibus-DP接口(7)与Profibus总线隔离模块(6)连接，将转换后Profibus-DP协议数据通过Profibus-DP接口(7)输出至Profibus网络;拨码开关(3)的输出端与51单片机CPU(I)连接，用于通讯扩展卡的通讯地址设置。2.根据权利要求1所述的变频器的Profibus-DP通讯扩展卡，其特征在于:所述Prof ibus-DP通讯扩展卡采用VPC3协议转换芯片，VPC3协议转换芯片集成了 Profibus-DP协议，兼容Profibus-DPVO，Profibus-DPVl，Prof ibus-DPV2协议。3.根据权利要求1所述的变频器的Profibus-DP通讯扩展卡，其特征在于:所述Prof ibus-DP通讯扩展卡还包括LED信号处理(4)，LED信号处理(4)的输入端与51单片机CPU(I)连接，LED信号处理(4)的输出端与变频器的CPU主控制板连接，引入到变频器的操作面板(14)上控制LED指示灯进行显示，用于指示Prof ibus-DP通讯扩展卡的工作状态。4.根据权利要求3所述的变频器的Profibus-DP通讯扩展卡，其特征在于:变频器的操作面板(14)上分别设有三个LED指示灯，分别为红色LED指示灯，绿色LED指示灯和黄色LED指示灯，LED指示灯信号通过与变频器的CPU主控制板连接，引入到变频器的操作面板上，控制三个LED指示灯。5.根据权利要求1所述的变频器的Profibus-DP通讯扩展卡，其特征在于:所述Prof ibus总线隔离模块(6)采用Prof ibus接口专用芯片和半双工、隔离的RS485收发器；Prof ibus 总线端波特率为 9.61^^8至12]/^^8;?1'0；1^13118-0?接口(7)为Prof ibus DB9 接口 ；电源和51单片机CPU(I)之间设有电源转换隔离模块(2)，所述电源转换隔离模块(2)输出3.3V和5V的直流电源。6.—种变频器，其特征在于:包括如权利要求1-5任一所述的Profibus-DP通讯扩展卡，散热底座(II)，变频器本体(I2)，上盖(I3)，操作面板(I4)和变频器主控制板(I5)，所述变频器本体(12)设于散热底座(11)上，上盖(13)设于变频器本体(12)上，操作面板(14)覆盖设于上盖(13)上，Profibus-DP通讯扩展卡和变频器主控制板(15)并排设于变频器本体(12)上方两侧。7.根据权利要求6所述的变频器，其特征在于:ProfibusDP接口(7)和拨码开关(3)设于Prof ibus-DP通讯扩展卡的一端，拨码开关(3)位于Prof ibusDP接口(7)的一侧;与变频器主控制板(15)连接的第一连接端子(91)设于Profibus-DP通讯扩展卡的另一端。8.根据权利要求6所述的变频器，其特征在于:Pr0fibus-DP通讯扩展卡的另一端设有与变频器主控制板(15)连接的第一连接端子(91)，变频器主控制板(15)的一端边缘设有与第一连接端子(91)对接的第二连接端子(92)，第二连接端子(92)凸出延伸到变频器主控制板(15)外，Profibus-DP通讯扩展卡的另一端设有与第二连接端子(92)配合的U形安装槽(901)，安装时，第二连接端子(92)伸入Prof ibus-DP通讯扩展卡的U形安装槽(901)内，第二连接端子(92)通过排线与第一连接端子(91)连接。
【文档编号】G06F13/38GK205721755SQ201620188712
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】张美娟, 陈爱华, 封晓东, 毕燕林, 万星星, 阮冬华
【申请人】浙江正泰电器股份有限公司, 上海电科电器科技有限公司
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