一种中压变频双控制器冗余装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种中压变频双控制器冗余装置，主要应用于矿井提升机智能控制领域，包括：PLC、HMI、两个中央控制器CCU1和CCU2、两组功率触发单元PMM1和PMM2、两组变频驱动单元Driver1和Driver2，所述CCU控制PMM产生触发脉冲信号，触发Driver的IGBT晶闸管导通或关断，来控制电机运行。双控制器单元具有互为冗余备份功能，通过内部CCULink进行通信，正常工作时，两个CCU单元分管两套传动单元的控制，并通过输入、输出接口相互验证数据，保证系统的稳定可靠运行；当其中一个CCU单元出现故障时，系统可以自动将故障控制器的所有业务切换到另外一个控制器。本实用新型取得的积极效果是：双控制器冗余装置能够提高系统的应急性和工作效率，为整套系统的稳定可靠运行提供了硬件平台。
【专利说明】—种中压变频双控制器冗余装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及煤矿提升机智能控制领域，具体涉及一种中压变频双控制器冗余装置。
技术背景
[0002]保证控制系统的安全性和稳定性是智能控制领域的基本要求，尤其对于在大功率中压变频的矿井提升领域，稍微的控制失灵不仅会影响工作效率，严重时还会带来工业生产的重大损失和人员的伤害。当前矿井提升行业应用采用单一控制器不能满足高安全系数的要求，特别是当控制器出现故障时，整套的设备将不能继续正常工作，这种单一的控制器控制矿井提升机系统的应急性差、安全控制系数低。所以，如何提供一种应用于大功率中压变频的双控制器装置，既能满足提升机正常工作的要求，又能实现控制器的冗余，保证提升机变频装置安全可靠高效的工作，一直是本领域技术人员需要解决的重要问题。
实用新型内容
[0003]针对现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种控制稳定性好、工作效率高的中压变频双控制器冗余装置。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种中压变频双控制器冗余装置，包括:一可编程控制器PLC、一人机界面HM1、两中央控制器CXUl和(XU2、两功率触发单元PMMl和ΡΜΜ2、两变频驱动单元Driverl和Driver2，所述PLC分别与中央控制器CXUl和(XU2相连接，实现PLC和中央控制器CXUl、(XU2之间的数据通信；
[0005]所述人机界面HMI分别与中央控制器CXUl和(XU2相连接，实现HMI与中央控制器CCUl和中央控制器CCU2的数据传输；
[0006]所述中央控制器CXUl和所述中央控制器(XU2相连接，实现中央控制器CXUl和中央控制器(XU2之间的数据交换；
[0007]所述中央控制器CXUl和所述功率触发单元PMMl相连接，功率触发单元PMMl和变频驱动单元Driverl相连接；
[0008]所述中央控制器(XU2和所述功率触发单元PMM2相连接，功率触发单元PMM2与变频驱动单元Driver2相连接。
[0009]作为优选方案，所述可编程控制器PLC与中央控制器CXUl、中央控制器(XU2之间通过PR0FIBUS-DP工业现场总线进行数据通信。
[0010]优选地，所述人机界面HMI的屏幕为SIEMENS触摸屏。
[0011]优选地，所述中央控制器CXUl和中央控制器(XU2之间通过内部CXU-Link进行数
据通信。
[0012]采用同步电机变频双控制器冗余结构，双控制器装置具有互为冗余备份功能。正常工作时，两套控制单元互为主从，通过内部CCU-Link进行通信，分管两套传动单元的控制，并通过输入、输出接口相互验证数据，保证系统的可靠运行。当一个控制器出现故障时，系统可以将故障控制器的所有业务自动切换到另外一个控制器实现人机界面，完成触发脉冲信号的给定等，当故障控制器恢复时，又可立即恢复对原有业务的控制权。本实用新型取得的积极效果是:系统稳定性高、能够实现控制器的冗余备份功能，避免因为单个控制器出现故障必须要停车检查和排除故障，有效提高提升机的工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步详细描述。
[0015]如图1所示中压变频双控制器冗余装置结构示意图，PLC连接中央控制器CXUl和中央控制器(XU2，PLC和中央控制器CXUl和中央控制器(XU2之间通过PR0FIBUS-DP工业现场总线进行通信，中央控制器CCUl与功率触发单元PMMl相连接，功率触发单元PMMl与变频驱动单元Driverl相连接；中央控制器CCU2与功率触发单元PMM2相连接，功率触发单元PMM2与变频驱动单元Driver2相连接。
[0016]正常工作时，中央控制器CCUl控制功率触发单元PMMl产生触发脉冲信号，PMMl产生的触发脉冲控制变频驱动单元Driverl内IGBT晶闸管的导通或关断，从而控制输出电压的变化。中央控制器(XU2通过功率触发单元PMM2控制变频驱动单元Driver2的工作模式与中央控制器CXUl通过功率触发单元PMMl控制变频驱动单元Driverl的工作模式相同。当CCUl和CCU2中某一个控制器出现故障时，系统可以将故障控制器的所有业务自动切换到另外一个控制器实现人机界面，完成Driverl和Driver2触发脉冲信号的给定等，当故障控制器恢复时，又可立即恢复对原有业务的控制权。
[0017]中央控制器CXUl和中央控制器(XU2相连接，中央控制器CXUl和中央控制器(XU2之间通过内部CXU-Link进行数据通信，HMI分别与中央控制器CXUl和中央控制器(XU2相连接，可以通过对人机界面HMI的可视化操作控制选择中央控制器的工作模式，HMI模块采用SIEMENS触摸屏，使得人们在操作时更为直观、形象、方便。
[0018]PLC与CXU之间通过PR0FIBUS-DP工业现场总线进行通信，实现内部数据的传输交换,并通过PLC编程来实现各种控制功能。HMI与CCU之间也可以进行数据的传输，通过人机界面HMI可以设定CXU的参数数据，CXU内部的运行情况也可以在触摸屏画面上进行显示，实现人机界面。
[0019]本实用新型装置提出的一种中压变频双控制器冗余装置，两个控制器之间采用CXU-Link进行通信，通信速率快、稳定性高，而且可以通过控制器的输入，输出接口相互验证数据，能够有效增加控制装置的抗干扰能力，而且双控制器具有冗余备份功能，避免因为单个控制器出现故障必须要停车检查和排除故障，提高系统的应急性和工作效率。HMI是Human Machine Interface的缩写人机接口”,也叫人机界面。人机界面(又称用户界面或使用者界面)是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。
[0020]以上具体实施例仅描述了本方案的主要特征和创新点。本领域的技术人员应该了解，本方案不受上述实施例的限制。在不脱离本创新点和保护范围的前提下，本方案还会有各种变化，这些变化和改进都将落入本方案要求保护的范围内。本方案要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物限定。
[0021]应当注意，上述实施例是为了说明而不是限制本实用新型，那些本领域技术人员将能够在不背离所附权利要求的范围的条件下设计许多可选实施例。词语“包含”不排除那些与权利要求中列出的元件或步骤不同的元件或步骤的存在。元件前的词语“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在，在列举几种电路权利要求中，这些装置中的几个可以由一个来表现，硬件项也是同样，仅仅因为某些方法是在不同的从属权利要求中描述的，并不说明这些方法的组合不能用来获利。
【权利要求】
1.一种中压变频双控制器冗余装置，其特征在于:包括:一可编程控制器PLC、一人机界面HM1、两中央控制器CCUl和CCU2、两功率触发单元PMMl和PMM2、两变频驱动单元Driverl和Driver2，所述PLC分别与中央控制器CXUl和(XU2相连接，实现PLC和中央控制器CXUl、(XU2之间的数据通信； 所述人机界面HMI分别与中央控制器CXUl和(XU2相连接，实现HMI与中央控制器CXUl和中央控制器CCU2的数据传输； 所述中央控制器CCUl和所述中央控制器CCU2相连接，实现中央控制器CCUl和中央控制器(XU2之间的数据交换； 所述中央控制器CCUl和所述功率触发单元PMMl相连接，功率触发单元PMMl和变频驱动单元Driverl相连接； 所述中央控制器CCU2和所述功率触发单元PMM2相连接，功率触发单元PMM2与变频驱动单元Driver2相连接。
2.根据权利要求1所述的双控制器冗余装置，其特征在于:可编程控制器PLC与中央控制器CXUl、中央控制器(XU2之间通过PROFIBUS-DP工业现场总线进行数据通信。
3.根据权利要求1所述的双控制器冗余装置，其特征在于:人机界面HMI的屏幕为SIEMENS触摸屏。
4.根据权利要求1所述的双控制器冗余装置，其特征在于:中央控制器CCUl和中央控制器(XU2之间通过内部CXU-Link进行数据通信。
【文档编号】G05B19/048GK203474132SQ201320595246
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】吴旭, 刘蒙, 李权任, 苏新村, 张朝君, 何荣 申请人:上海华菱电站成套设备有限公司