一種中壓變頻雙控制器冗余裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種中壓變頻雙控制器冗余裝置，主要應用于礦井提升機智能控制領域，包括：PLC、HMI、兩個中央控制器CCU1和CCU2、兩組功率觸發(fā)單元PMM1和PMM2、兩組變頻驅動單元Driver1和Driver2，所述CCU控制PMM產(chǎn)生觸發(fā)脈沖信號，觸發(fā)Driver的IGBT晶閘管導通或關斷，來控制電機運行。雙控制器單元具有互為冗余備份功能，通過內部CCULink進行通信，正常工作時，兩個CCU單元分管兩套傳動單元的控制，并通過輸入、輸出接口相互驗證數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行；當其中一個CCU單元出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)可以自動將故障控制器的所有業(yè)務切換到另外一個控制器。本實用新型取得的積極效果是：雙控制器冗余裝置能夠提高系統(tǒng)的應急性和工作效率，為整套系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行提供了硬件平臺。
【專利說明】—種中壓變頻雙控制器冗余裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及煤礦提升機智能控制領域，具體涉及一種中壓變頻雙控制器冗余裝置。
技術背景
[0002]保證控制系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性是智能控制領域的基本要求，尤其對于在大功率中壓變頻的礦井提升領域，稍微的控制失靈不僅會影響工作效率，嚴重時還會帶來工業(yè)生產(chǎn)的重大損失和人員的傷害。當前礦井提升行業(yè)應用采用單一控制器不能滿足高安全系數(shù)的要求，特別是當控制器出現(xiàn)故障時，整套的設備將不能繼續(xù)正常工作，這種單一的控制器控制礦井提升機系統(tǒng)的應急性差、安全控制系數(shù)低。所以，如何提供一種應用于大功率中壓變頻的雙控制器裝置，既能滿足提升機正常工作的要求，又能實現(xiàn)控制器的冗余，保證提升機變頻裝置安全可靠高效的工作，一直是本領域技術人員需要解決的重要問題。
實用新型內容
[0003]針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型要解決的技術問題是提供一種控制穩(wěn)定性好、工作效率高的中壓變頻雙控制器冗余裝置。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種中壓變頻雙控制器冗余裝置，包括:一可編程控制器PLC、一人機界面HM1、兩中央控制器CXUl和(XU2、兩功率觸發(fā)單元PMMl和ΡΜΜ2、兩變頻驅動單元Driverl和Driver2，所述PLC分別與中央控制器CXUl和(XU2相連接，實現(xiàn)PLC和中央控制器CXUl、(XU2之間的數(shù)據(jù)通信；
[0005]所述人機界面HMI分別與中央控制器CXUl和(XU2相連接，實現(xiàn)HMI與中央控制器CCUl和中央控制器CCU2的數(shù)據(jù)傳輸；
[0006]所述中央控制器CXUl和所述中央控制器(XU2相連接，實現(xiàn)中央控制器CXUl和中央控制器(XU2之間的數(shù)據(jù)交換；
[0007]所述中央控制器CXUl和所述功率觸發(fā)單元PMMl相連接，功率觸發(fā)單元PMMl和變頻驅動單元Driverl相連接；
[0008]所述中央控制器(XU2和所述功率觸發(fā)單元PMM2相連接，功率觸發(fā)單元PMM2與變頻驅動單元Driver2相連接。
[0009]作為優(yōu)選方案，所述可編程控制器PLC與中央控制器CXUl、中央控制器(XU2之間通過PR0FIBUS-DP工業(yè)現(xiàn)場總線進行數(shù)據(jù)通信。
[0010]優(yōu)選地，所述人機界面HMI的屏幕為SIEMENS觸摸屏。
[0011]優(yōu)選地，所述中央控制器CXUl和中央控制器(XU2之間通過內部CXU-Link進行數(shù)
據(jù)通信。
[0012]采用同步電機變頻雙控制器冗余結構，雙控制器裝置具有互為冗余備份功能。正常工作時，兩套控制單元互為主從，通過內部CCU-Link進行通信，分管兩套傳動單元的控制，并通過輸入、輸出接口相互驗證數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)的可靠運行。當一個控制器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)可以將故障控制器的所有業(yè)務自動切換到另外一個控制器實現(xiàn)人機界面，完成觸發(fā)脈沖信號的給定等，當故障控制器恢復時，又可立即恢復對原有業(yè)務的控制權。本實用新型取得的積極效果是:系統(tǒng)穩(wěn)定性高、能夠實現(xiàn)控制器的冗余備份功能，避免因為單個控制器出現(xiàn)故障必須要停車檢查和排除故障，有效提高提升機的工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步詳細描述。
[0015]如圖1所示中壓變頻雙控制器冗余裝置結構示意圖，PLC連接中央控制器CXUl和中央控制器(XU2，PLC和中央控制器CXUl和中央控制器(XU2之間通過PR0FIBUS-DP工業(yè)現(xiàn)場總線進行通信，中央控制器CCUl與功率觸發(fā)單元PMMl相連接，功率觸發(fā)單元PMMl與變頻驅動單元Driverl相連接；中央控制器CCU2與功率觸發(fā)單元PMM2相連接，功率觸發(fā)單元PMM2與變頻驅動單元Driver2相連接。
[0016]正常工作時，中央控制器CCUl控制功率觸發(fā)單元PMMl產(chǎn)生觸發(fā)脈沖信號，PMMl產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖控制變頻驅動單元Driverl內IGBT晶閘管的導通或關斷，從而控制輸出電壓的變化。中央控制器(XU2通過功率觸發(fā)單元PMM2控制變頻驅動單元Driver2的工作模式與中央控制器CXUl通過功率觸發(fā)單元PMMl控制變頻驅動單元Driverl的工作模式相同。當CCUl和CCU2中某一個控制器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)可以將故障控制器的所有業(yè)務自動切換到另外一個控制器實現(xiàn)人機界面，完成Driverl和Driver2觸發(fā)脈沖信號的給定等，當故障控制器恢復時，又可立即恢復對原有業(yè)務的控制權。
[0017]中央控制器CXUl和中央控制器(XU2相連接，中央控制器CXUl和中央控制器(XU2之間通過內部CXU-Link進行數(shù)據(jù)通信，HMI分別與中央控制器CXUl和中央控制器(XU2相連接，可以通過對人機界面HMI的可視化操作控制選擇中央控制器的工作模式，HMI模塊采用SIEMENS觸摸屏，使得人們在操作時更為直觀、形象、方便。
[0018]PLC與CXU之間通過PR0FIBUS-DP工業(yè)現(xiàn)場總線進行通信，實現(xiàn)內部數(shù)據(jù)的傳輸交換,并通過PLC編程來實現(xiàn)各種控制功能。HMI與CCU之間也可以進行數(shù)據(jù)的傳輸，通過人機界面HMI可以設定CXU的參數(shù)數(shù)據(jù)，CXU內部的運行情況也可以在觸摸屏畫面上進行顯示，實現(xiàn)人機界面。
[0019]本實用新型裝置提出的一種中壓變頻雙控制器冗余裝置，兩個控制器之間采用CXU-Link進行通信，通信速率快、穩(wěn)定性高，而且可以通過控制器的輸入，輸出接口相互驗證數(shù)據(jù)，能夠有效增加控制裝置的抗干擾能力，而且雙控制器具有冗余備份功能，避免因為單個控制器出現(xiàn)故障必須要停車檢查和排除故障，提高系統(tǒng)的應急性和工作效率。HMI是Human Machine Interface的縮寫人機接口”,也叫人機界面。人機界面(又稱用戶界面或使用者界面)是系統(tǒng)和用戶之間進行交互和信息交換的媒介，它實現(xiàn)信息的內部形式與人類可以接受形式之間的轉換。
[0020]以上具體實施例僅描述了本方案的主要特征和創(chuàng)新點。本領域的技術人員應該了解，本方案不受上述實施例的限制。在不脫離本創(chuàng)新點和保護范圍的前提下，本方案還會有各種變化，這些變化和改進都將落入本方案要求保護的范圍內。本方案要求保護的范圍由所附的權利要求書及其等效物限定。
[0021]應當注意，上述實施例是為了說明而不是限制本實用新型，那些本領域技術人員將能夠在不背離所附權利要求的范圍的條件下設計許多可選實施例。詞語“包含”不排除那些與權利要求中列出的元件或步驟不同的元件或步驟的存在。元件前的詞語“一”或“一個”不排除多個這種元件的存在，在列舉幾種電路權利要求中，這些裝置中的幾個可以由一個來表現(xiàn)，硬件項也是同樣，僅僅因為某些方法是在不同的從屬權利要求中描述的，并不說明這些方法的組合不能用來獲利。
【權利要求】
1.一種中壓變頻雙控制器冗余裝置，其特征在于:包括:一可編程控制器PLC、一人機界面HM1、兩中央控制器CCUl和CCU2、兩功率觸發(fā)單元PMMl和PMM2、兩變頻驅動單元Driverl和Driver2，所述PLC分別與中央控制器CXUl和(XU2相連接，實現(xiàn)PLC和中央控制器CXUl、(XU2之間的數(shù)據(jù)通信； 所述人機界面HMI分別與中央控制器CXUl和(XU2相連接，實現(xiàn)HMI與中央控制器CXUl和中央控制器CCU2的數(shù)據(jù)傳輸； 所述中央控制器CCUl和所述中央控制器CCU2相連接，實現(xiàn)中央控制器CCUl和中央控制器(XU2之間的數(shù)據(jù)交換； 所述中央控制器CCUl和所述功率觸發(fā)單元PMMl相連接，功率觸發(fā)單元PMMl和變頻驅動單元Driverl相連接； 所述中央控制器CCU2和所述功率觸發(fā)單元PMM2相連接，功率觸發(fā)單元PMM2與變頻驅動單元Driver2相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙控制器冗余裝置，其特征在于:可編程控制器PLC與中央控制器CXUl、中央控制器(XU2之間通過PROFIBUS-DP工業(yè)現(xiàn)場總線進行數(shù)據(jù)通信。
3.根據(jù)權利要求1所述的雙控制器冗余裝置，其特征在于:人機界面HMI的屏幕為SIEMENS觸摸屏。
4.根據(jù)權利要求1所述的雙控制器冗余裝置，其特征在于:中央控制器CCUl和中央控制器(XU2之間通過內部CXU-Link進行數(shù)據(jù)通信。
【文檔編號】G05B19/048GK203474132SQ201320595246
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權日:2013年9月24日
【發(fā)明者】吳旭, 劉蒙, 李權任, 蘇新村, 張朝君, 何榮 申請人:上海華菱電站成套設備有限公司