基于人机交互界面的变频器现场调试系统及其方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于人机交互界面的变频器现场调试系统及其方法，包括：传动控制单元和人机交互单元，传动控制单元与变频器相连，变频器与电机相连。传动控制单元包括参数列表模块，人机交互单元包括显示模块和输入模块。用户通过输入模块作为数据入口，通过传动控制单元和人机交互单元之间的通信协议，对参数列表模块中的变频器参数列表的参数变量进行修改，实现对变频器的参数配置。参数列表模块中的参数变量通过传动控制单元和人机交互单元之间的通信协议传输，由人机交互单元的显示模块进行显示。本发明提出了一种使调试人员少带或不带工具即可完成变频器现场调试的系统及其方法，极大的提高了变频器的调试效率，减轻了调试人员的工作负荷。
【专利说明】基于人机交互界面的变频器现场调试系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及功率变流【技术领域】，尤其是涉及一种广泛应用于工业变频器领域的基于人机交互界面的变频器现场调试系统及其方法。
【背景技术】
[0002]工业变频器的工作环境取决于变频器应用的领域。一般来说，工业变频器的工作环境大多是十分严酷的，而且其对安装位置及空间都有严格的要求，这就对工业变频器的现场调试工作带来了许多困难。早期有些变频器系统采用仪表以及状态灯来显示变频器的运行状态，虽然显示直观、查看方便，但显示内容受面板大小限制。同时，因为未能提供变频器的运行参数设置等功能，只能在一定程度上方便变频器的现场调试。
[0003]随着技术的发展，一些变频器采用文本屏来显示变频器的运行状态，并提供变频器运行参数设置以及各I/o点位类型的设置。这样做，大大丰富了显示内容，也增加了变频器参数设置以及恢复功能，同时将所有用仪表以及显示灯需要表达的信息都集中在一块文本屏上，节省了面板的空间，也降低了制造成本。虽然这种方式大大提高了变频器运行状态显示的直观性，但就目前为止，这些显示界面的设计仍然是偏向于仪表化或者表格化的表达形式，且缺乏针对变频器控制程序内部变量的监视，无法满足技术人员在无设备情况下的调试及维护工作。
[0004]现有技术中的变频器调试系统及其方法主要存在以下缺点:
[0005](I)仪表及状态灯的显示方式虽然直观，但是显示内容受限于空间，并且其功能仅限于显示，只能为调试人员提供有限的信息；
[0006](2)文本屏的显示方法虽然提供了更加丰富的显示内容和控制器参数设定功能，但是由于文本屏的限制，使得操作不够直观；
[0007](3)现有技术缺乏对变频器程序内部的监控手段以及模拟测试功能，对人机交互界面参数设置以及变频器状态查看只局限于变频器宏观的状态，对变频器内部程序的运行变量监视力度不够，还远未能将在狭小而恶劣的调试环境中的调试人员从诸多调试工具之中解放出来，无法满足技术人员或者设计人员实现无调试工具的调试及维修需求。
【发明内容】
[0008]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于人机交互界面的变频器现场调试系统及其方法，能够使调试人员少带甚至不带工具即可完成变频器的现场调试，极大的提高了变频器的调试效率，并减轻了调试人员的工作负荷。
[0009]为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种基于人机交互界面的变频器现场调试系统的技术实现方案，一种基于人机交互界面的变频器现场调试系统，包括:传动控制单元和人机交互单元，所述传动控制单元与变频器相连，所述变频器与电机相连。所述传动控制单元包括参数列表模块，所述人机交互单元包括显示模块和输入模块。用户通过所述输入模块作为数据入口，通过所述传动控制单元和人机交互单元之间的通信协议，对所述参数列表模块中的变频器参数列表的参数变量进行修改，实现对变频器的参数配置。所述参数列表模块中的参数变量通过所述传动控制单元和人机交互单元之间的通信协议传输，由所述人机交互单元的显示模块进行显示。
[0010]优选的，所述传动控制单元还包括通信模块一、逻辑控制模块和I/O模块，所述人机交互单元还包括逻辑运算模块和通信模块二。用户通过所述输入模块作为数据入口，依次通过所述逻辑运算模块、通信模块二和通信模块一对所述参数列表模块中的变频器参数列表的参数变量进行修改。所述参数列表模块中的参数变量依次通过所述通信模块一、通信模块二和逻辑运算模块进行读取，并通过所述显示模块进行显示。所述参数列表模块通过所述逻辑控制模块和I/o模块与所述变频器进行数据交互。
[0011]优选的，所述参数列表模块中存储有控制所述变频器运行过程的参数变量，所述参数变量通过modbus通讯协议传输至所述人机交互单元实现变频器信息的显示。所述电机的控制过程在所述人机交互单元的显示模块上以数据流或图形的形式进行显示，在所述人机交互单元上提供所述参数变量的设定，并通过所述传动控制单元回传的变量链接和变量值修改所述变频器的控制模式设置。
[0012]优选的，所述参数列表模块包括可读区和可读可写区，所述逻辑运算模块包括内部参数配置区。所述人机交互单元以报文帧传送的方式对所述传动控制单元的参数列表模块的参数变量进行读写操作，通过对所述人机交互单元进行操作，实现将所述人机交互单元的内部参数配置区映射到所述参数列表模块的任意一个参数变量，使所述人机交互单元的内部参数配置区的参数与所述传动控制单元的参数列表模块中的任意一个参数变量形成 对应关系。
[0013]本发明还另外具体提供了一种基于人机交互界面的变频器现场调试方法的技术实现方案，一种基于人机交互界面的变频器现场调试方法，包括以下步骤:
[0014]A:用户以人机交互单元的输入模块作为数据入口，通过所述人机交互单元和传动控制单元之间的通信协议，对所述传动控制单元的参数列表模块中的变频器参数列表的参数变量进行修改，实现对变频器的参数配置；
[0015]B:所述参数列表模块中的参数变量通过所述传动控制单元和人机交互单元之间的通信协议传输，由所述人机交互单元的显示模块进行显示。
[0016]优选的，所述过程A进一步包括以下步骤:
[0017]用户以所述输入模块作为数据入口，依次通过逻辑运算模块、通信模块二和通信模块一对所述参数列表模块中的变频器参数列表的参数变量进行修改；
[0018]所述过程B进一步包括以下步骤:
[0019]所述参数列表模块中的参数变量依次通过所述通信模块一、通信模块二、逻辑运算模块进行读取，并通过所述显示模块进行显示；
[0020]所述变频器现场调试方法还包括以下步骤:
[0021]C:所述参数列表模块通过逻辑控制模块和I/O模块与所述变频器进行数据交互。
[0022]优选的，所述参数列表模块中存储的控制所述变频器运行过程的参数变量经过所述通信模块一，再通过modbus通讯协议传输至所述人机交互单元的通信模块二，依次经过逻辑运算模块和显示模块实现变频器信息的显示。所述人机交互单元的显示模块通过数据流或图形的形式对所述电机的控制过程进行显示，通过所述人机交互单元的输入模块进行所述参数变量的设定，再通过所述传动控制单元回传的所述参数列表模块的变量链接和变量值修改所述变频器的控制模式设置。
[0023]优选的，当所述用户进行读操作时，所述人机交互单元向所述传动控制单元发送读数据请求帧，读取所述参数列表模块的可读区或可读可写区中的数据，再由所述传动控制单元向所述人机交互单元逻辑运算模块的内部参数配置区发送读数据响应帧，通过所述显示模块进行显示；
[0024]当所述用户通过所述输入模块进行写操作时，所述人机交互单元向所述传动控制单元发送写数据请求帧，向所述参数列表模块的可读可写区中写入数据，再由所述传动控制单元向所述人机交互单元的逻辑运算模块的内部参数配置区发送读数据响应帧，通过所述显示模块进行显示。
[0025]优选的，所述变频器现场调试方法还包括数字或模拟输入过程，该过程包括以下步骤:
[0026]Dl:所述用户通过所述人机交互单元的输入模块输入参数值，所述人机交互单元根据既定的协议，将输入的参数值赋给所述传动控制单元的参数列表模块中对应的参数变量地址，实现参数值与对应内部程序入口的链接，通过改变所述传动控制单元的参数列表模块中的参数值实现所述内部程序入口的参数值在不同的输入信号来源之间进行切换；
[0027]所述变频器现场调试方法还包括数字或模拟输出过程，该过程包括以下步骤:
[0028]D2:对从所述传动控制单元的I/O模块输入的信号进行旁路，将通过所述人机交互单元的输入模块输入的参数值写入所述传动控制单元的逻辑控制模块，并通过所述I/O模块输出至所述变频器，再由所述变频器控制所述电机。
[0029]优选的，所述变频器现场调试方法还包括参数变量监视过程，该过程包括以下步骤:
[0030]El:根据需要同时监视的参数变量个数从所述传动控制单元的参数列表模块中划分一部分Dint型参数变量作为链接型变量，再根据所述链接型变量的个数从所述传动控制单元的参数列表模块中划分一部分bit型和Dint型参数变量作为显示参数,作为显示参数的所述bit型和Dint型参数变量相加个数等于所述链接型变量的个数；
[0031]E2:当所述用户通过所述人机交互单元的输入模块输入参数值时，经过所述人机交互单元与所述传动控制单元的通讯，以及所述传动控制单元的逻辑控制模块的内部脚本程序，由所述逻辑控制模块将该参数值赋给所述参数列表模块中既定的显示参数，同时所述传动控制单元通过所述通信模块一将查询到的参数值通过所述人机交互单元的显示模块进行显示，实现所述参数值的监视。
[0032]优选的，所述变频器现场调试方法还包括所述显示模块的主界面入口开放判定过程，该过程包括以下步骤:
[0033]Fl:当触碰奇数次所述显示模块的人机交互界面的第一激活触键时，第二激活触键可见，否则所述第二激活触键不可见；
[0034]F2:当触碰奇数次所述第二激活触键时，后台登陆触键不可见，参数修改触键可见，点击输入密码后，进入最高权限后台；当触碰偶数次所述第二激活触键时，所述后台登陆触键可见，所述参数修改触键不可见，点击输入密码后，进入用户级后台；
[0035]F3:当点击除所述第一激活触键和所述第二激活触键的其他触键时，所述最高权限后台入口隐藏。
[0036]通过实施上述本发明提供的基于人机交互界面的变频器现场调试系统及其方法，具有如下技术效果:
[0037](I)本发明调试系统及其方法显示、操作直观，显示内容丰富，控制器参数设定功能强大，能够使调试人员少带甚至不带工具即可完成变频器的现场调试，极大的提高了变频器的调试效率，并减轻了调试人员的工作负荷；
[0038](2)本发明调试系统及其方法能够实现变频器程序内部参数的监控以及模拟测试功能，对人机交互界面参数设置以及变频器状态查看能够扩展到变频器的微观状态，能够有效监视变频器内部程序的运行变量，能够将调试人员从狭小而恶劣的调试环境中和诸多调试工具之中解放出来，满足技术人员或者设计人员实现无调试工具的调试及维修需求；
[0039](3)本发明调试系统及其方法提供了主界面入口开放判定过程，进入隐藏的后台入口后可以拥有更高的系统控制权限，获得程序的过程变量监视查看功能以及对外接口的模拟输入输出功能，并且提供变频器控制的过程变量设定等功能，方便技术人员在狭小、恶劣环境的情况下进行系统的调试和维修工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]图1是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试系统一种【具体实施方式】的系统结构框图；
[0042]图2是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试方法一种【具体实施方式】的结构原理框图；
[0043]图3是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试方法一种【具体实施方式】用户进行读操作的流程示意图；
[0044]图4是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试方法一种【具体实施方式】用户进行写操作的流程示意图；
[0045]图5是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试方法一种【具体实施方式】数字输入过程的流程示意图；
[0046]图6是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试方法一种【具体实施方式】模拟输入过程的流程示意图；
[0047]图7是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试方法一种【具体实施方式】数字输出过程的流程示意图；
[0048]图8是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试方法一种【具体实施方式】模拟输出过程的流程示意图；
[0049]图9是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试方法一种【具体实施方式】参数变量监视过程的操作界面示意图；
[0050]图10是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试方法一种【具体实施方式】链接型变量数据传递过程的流程示意图；
[0051]图11是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试方法一种【具体实施方式】变频器控制参数数据流的操作界面示意图；
[0052]图12是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试方法一种【具体实施方式】电机控制模式的操作界面示意图；
[0053]图13是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试方法一种【具体实施方式】电机控制模式设置的操作界面示意图；
[0054]图14是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试方法一种【具体实施方式】人机交互界面中触键提示当前所处层次并提供跳转的操作界面示意图；
[0055]图15是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试方法一种【具体实施方式】人机交互界面的主界面后台隐藏的操作界面示意图；
[0056]图16是本发明基于人机交互界面的变频器现场调试方法一种【具体实施方式】主界面入口开放判定过程的程序流程图；
[0057]图中:1-传动控制单元，2-人机交互单元，3-变频器，4-用户，5-电机，11-通信模块一，12-参数列表模块，13-逻辑控制模块，14-1/0模块，21-逻辑运算模块，22-通信模块二，23-显示模块，24-输入模块，210-内部参数配置区。
【具体实施方式】
[0058]为了引用和清楚起见，将下文中使用的技术名词、简写或缩写记载如下:
[0059]Al:Analog Input,模拟输入的简称；
[0060]AO:Analog Output,模拟输出的简称；
[0061]DI:Digital Input,数字输入的简称；
[0062]DO:Digital Output,数字输出的简称；
[0063]I/O:1nput/0utout,输入 / 输出的简称；
[0064]bit:位型变量参数；
[0065]Dint:字变量参数；
[0066]DCU:Drive Control Unit,传动控制单兀；
[0067]HMI:Human Machine Interface,人机交互界面；
[0068]Modbus:是一种串行通信协议，是Modicon于1979年，为使用可编程逻辑控制器(PLC)而发表的，Modbus是工业领域通信协议的业界标准，并且现在是工业电子设备之间相当常用的连接方式，Modbus协议目前存在用于串口、以太网以及其他支持互联网协议的网络的版本。
[0069]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0070]如附图1至附图16所示，给出了本发明基于人机交互界面的变频器现场调试系统及其方法的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。[0071] 如附图1所示，一种基于人机交互界面的变频器现场调试系统的具体实施例，包括:传动控制单元I和人机交互单元2，传动控制单元I与变频器3相连，变频器3与电机5相连，传动控制单元I包括参数列表模块12,人机交互单元2包括显示模块23和输入模块24。用户4通过输入模块24作为数据入口，通过传动控制单元I和人机交互单元2之间的通信协议，对参数列表模块12中的变频器参数列表的参数变量进行修改，实现对变频器3的参数配置。参数列表模块12中的参数变量通过传动控制单元I和人机交互单元2之间的通信协议传输，由人机交互单元2的显示模块23进行显示。
[0072]传动控制单元I还包括通信模块一 11、逻辑控制模块13和I/O模块14，人机交互单元2还包括逻辑运算模块21和通信模块二 22。用户4通过输入模块24作为数据入口，依次通过逻辑运算模块21、通信模块二 22和通信模块一 11对参数列表模块12中的变频器参数列表的参数变量进行修改。参数列表模块12中的参数变量依次通过通信模块一 11、通信模块二 22和逻辑运算模块21进行读取，并通过显示模块23进行显示。参数列表模块12通过逻辑控制模块13和I/O模块14与变频器3进行数据交互。如附图2所示，逻辑控制模块13的内部运行有传动系统逻辑控制程序，逻辑控制模块13主要实现变频器3的整流和逆变处理、变频器故障信息处理和参数变量与逻辑处理三部分功能。其中，参数变量与逻辑处理处理功能又包括参数变量的保存与共享、Modbus协议应用层处理。
[0073]传动控制单元I的参数列表模块12中存储有控制变频器3运行过程的参数变量，参数变量通过modbus通讯协议传输至人机交互单元2实现变频器3信息的显示。电机5的控制过程在人机交互单元2的显示模块23上以数据流或图形的形式进行显示，在人机交互单元2上提供参数变量的设定，并通过传动控制单元I回传的变量链接和变量值修改变频器3的控制模式设置。
[0074]变频器3的变量内部参数类型分为布尔型和整型两类，所有的参数变量通过参数表的形式进行管理。如附图3和4所示，是人机交互单元2与传动控制单元I之间的数据读取方式，以及人机交互单元2的内部参数配置区210的变量与传动控制单元I的内部参数变量的映射关系。参数列表模块12进一步包括可读区和可读可写区，逻辑运算模块21包括内部参数配置区210，内部参数配置区210的变量也分为布尔型和整型两种类型。人机交互单元2以报文帧传送的方式对传动控制单元I的参数列表模块12的参数变量进行读写操作，通过对人机交互单元2进行操作，实现将人机交互单元2的内部参数配置区210映射到参数列表模块12的任意一个参数变量,使人机交互单元2的内部参数配置区210的
参数可以与传动控制单元I的参数列表模块12中的任意一个参数变量形成--对应关系。
同时，配合人机交互单元2灵活、智能的编程及脚本功能，最终实现对变频器3的参数的自由配置，从而最大程度上扩展人机交互单元2的显示和控制功能。
[0075]本发明具体实施例描述的基于人机交互界面的变频器现场调试系统主要是利用完善的变频器参数设计将参数列表模块12中的关键信息和参数变量提取出来，经过modbus通讯协议传输给人机交互单元2实现关键信息的显示。同时，接收人机交互单元2传回来的变量链接，以及变量值的改变实现变频器3控制算法的设置。
[0076]一种利用上述基于人机交互界面的变频器现场调试系统进行变频器现场调试的方法的具体实施例，包括以下过程:
[0077]A:用户4以人机交互单元2的输入模块24作为数据入口，通过人机交互单元2和传动控制单元I之间的通信协议，对传动控制单元I的参数列表模块12中的变频器参数列表的参数变量进行修改，实现对变频器3的参数配置；
[0078]B:参数列表模块12中的参数变量通过传动控制单元I和人机交互单元2之间的通信协议传输，由人机交互单元2的显示模块23进行显示。
[0079]过程A进一步包括以下步骤:
[0080]用户4以输入模块24作为数据入口，依次通过逻辑运算模块21、通信模块二 22和通信模块一 11对参数列表模块12中的变频器参数列表的参数变量进行修改；
[0081]过程B进一步包括以下步骤:
[0082]参数列表模块12中的参数变量依次通过通信模块一 11、通信模块二 22、逻辑运算模块21进行读取，并通过显示模块23进行显示；
[0083]变频器现场调试方法还包括以下步骤:
[0084]C:参数列表模块12通过逻辑控制模块13和I/O模块14与变频器3进行数据交互。
[0085]参数列表模块12中存储的控制变频器3运行过程的参数变量经过通信模块一 11，再通过modbus通讯协议传输至人机交互单元2的通信模块二 22，依次经过逻辑运算模块21和显示模块23实现变频器3信息的显示。人机交互单元2的显示模块23通过数据流或图形的形式对电机5的控制过程进行显示，通过人机交互单元2的输入模块24进行参数变量的设定，再通过传动控制单元I回传的参数列表模块12的变量链接和变量值修改变频器3的控制模式设置。
[0086]如附图3所示，当用户4进行读操作时，人机交互单元2向传动控制单元I发送读数据请求帧，读取参数列表模块12的可读区或可读可写区中的数据，再由传动控制单元I向人机交互单元2逻辑运算模块21的内部参数配置区210发送读数据响应帧，通过显示模块23进行显示；
[0087]如附图4所示，当用户4通过输入模块24进行写操作时，人机交互单元2向传动控制单元I发送写数据请求帧，向参数列表模块12的可读可写区中写入数据，再由传动控制单元I向人机交互单元2的逻辑运算模块21的内部参数配置区210发送读数据响应帧，通过显示模块23进行显示。
[0088]以用户4通过人机交互单元2的配置端口读取变频器3的参数变量值为例:
[0089]用户4通过输入模块24对人机交互单元2的内部变量进行赋值，假设内部变量的值为Value_A，在既定通信协议的规则下，人机交互单元2向传动控制单元I发送数据请求帧，将Value_A对应的变频器3的参数号赋给该内部参数。变频器3以响应帧的形式回应人机交互单元2后，经过人机交互单元2的显示模块23处理后，最终，对应的变频器3的参数地址的数值显示在人机交互单元2的显示模块23上。以此类推，通过类似的方式，用户4还可以通过人机交互单元2实现诸多灵活的变频器3的显示和控制功能，该方式使得变频器3的现场调试更加灵活和简便。
[0090]变频器现场调试方法还进一步包括数字或模拟输入过程，该过程包括以下步骤:
[0091]Dl:用户4通过人机交互单元2的输入模块24输入参数值，人机交互单元2根据既定的协议，将输入的参数值赋给传动控制单元I的参数列表模块12中对应的参数变量地址，实现参数值与对应内部程序入口的链接，通过改变传动控制单元I的参数列表模块12中的参数值实现内部程序入口的参数值在不同的输入信号来源之间进行切换；
[0092]变频器现场调试方法还进一步包括数字或模拟输出过程，该过程包括以下步骤:
[0093]D2:对从传动控制单元I的I/O模块14输入的信号进行旁路，将通过人机交互单元2的输入模块24输入的参数值写入传动控制单元I的逻辑控制模块13，并通过I/O模块14输出至变频器3，再由变频器3控制电机5。
[0094]如附图5和附图6所示，分别为DI (数字输入)和Al (模拟输入)的界面。如:在附图5中，输入分别为DI实际输入和DI测试输入，通过控制参数进行选择，将选择的输入赋值给传动控制单元I的内部程序入口。而在附图6中,输入分别为Al实际输入和Al偏置输入，对Al实际输入和Al偏置输入做加法操作，然后进行放大或缩小操作后，将经过校正的Al输入赋值给传动控制单元I的内部程序入口。用户4通过人机交互单元2的输入模块24输入参数值，人机交互单元2根据既定的协议，将输入的参数值赋给传动控制单元I的参数列表模块12中的对应参数地址，实现参数值与对应内部程序入口的链接。同时，配合传动控制单元I的内部程序的逻辑选择功能，实现从人机交互单元2选择切换多种程序内部链接方式的功能。同样的方法还可以实现DO (数字输出)、A0 (模拟输出)信号的切换。以下是内部程序中选择程序脚本的举例。
[0095]以输入信号选择切换为例:
[0096]A是传动控制单元I的内部参数的值，B为传动控制单元I的内部程序入口，
Signal_B为两种不同的信号来源。传动控制单元I的内部选择脚本程序原理
如下:
[0097]If (A)
[0098]{
[0099]B=Signal_A ；
[0100]}
[0101]else
[0102]{
[0103]B=Signal_B ；
[0104]}
[0105]用户4通过人机交互单元2的输入模块24改变传动控制单元I内部参数的值A，实现了程序入口 B参数在Signal_A和Signal_B之间的切换。
[0106]如附图1和附图8所示，同理，输出信号也可以采用同一办法将I/O模块14输入进来的信号旁路，而通过人机交互单元2的输入模块24将信号输入到传动控制单元I的逻辑控制模块13。如:在附图7中，输出分别为DO实际输出和DO测试输出，通过控制参数进行选择，再进行延迟等处理，将选择的输出赋值给传动控制单元I的内部程序入口。而在附图6中，输入分别为AO实际输出和AO测试输出，通过控制参数进行选择，再进行延迟、范围调整等处理，将选择的输出赋值给传动控制单元I的内部程序入口。用这种方法实现在输出信号之间的切换，可以减少调试过程中对于传动控制单元I硬连线的更改，从而大大地减少了调试所需的时间。同时，在I/O模块14的某个点位发生故障时，也可以在不改变程序代码的情况下，恢复程序的正常运行，提高了维护效率。变频器现场调试方法还进一步包括参数变量监视过程，该过程包括以下步骤:[0107]El:根据需要同时监视的参数变量个数从传动控制单元I的参数列表模块12中划分一部分Dint型参数变量作为链接型变量，再根据链接型变量的个数从传动控制单元I的参数列表模块12中划分一部分bit型和Dint型参数变量作为显示参数,作为显示参数的bit型和Dint型参数变量相加个数等于链接型变量的个数；E2:当用户4通过人机交互单元2的输入模块24输入参数值时,经过人机交互单元2与传动控制单元I的通讯，以及传动控制单元I的逻辑控制模块13的内部脚本程序，由逻辑控制模块13将该参数值赋给参数列表模块12中既定的显示参数，同时传动控制单元I通过通信模块一 11将查询到的参数值通过人机交互单元2的显示模块23进行显示，实现参数值的监视。
[0108]如附图9所示，通过在人机交互单元2的输入模块24输入位变量参数(bit型)或者字变量参数(Dint型)，用户4可以通过在人机交互单元2的输入模块24输入传动控制单元I的参数地址号的方式，查询到传动控制单元I的内部所有参数地址的值。具体实现方法如下:
[0109]从传动控制单元I的参数列表模块12中划分一部分Dint型的变量(具体数量视需要同时监视变量个数而定)作为链接型变量。划分一部分bit型和Dint型的变量(视链接型变量个数而定，bit型和Dint型查看变量相加等于链接型变量个数)作为显示参数值用。如附图10所示，以一个链接型变量数据传递过程为例:当用户4通过人机交互单元2的输入模块24输入参数AB⑶时，例如3501 (第35组01号参数，Dint型)，经过传动控制单元I与人机交互单元2的通讯以及传动控制单元I的内部脚本程序，系统会将该参数值赋给既定的显示参数变量。同时，传动控制单元I会通过通信模块一 11和通信模块二 22，将查询到的参数值通过人机交互单元2的显示模块23显示出来，实现查询功能。
[0110]如附图11、12、13、14和15所示为变频器运行模式界面示意图，在进行参数表设计的时候，需将控制整个变频器3运行过程中的关键变量都提取出来。在人机交互单元2上只需将整个电机5的控制过程以数据流或者图形的形式表现出来。通过提供关键变量的设定实现变频器3的控制模式更改。其在人机交互单元2上的表现形式和内容布置主要有以下几个方面:
[0111](I)由于控制过程中涉及的参数变量繁多，因此利用人机交互单元2的内部变量改变来实现某类型的参数设定显示和隐藏功能；
[0112](2)单独将电机5的控制关键量提取出来，将整个控制过程分为给定值的运算及限定、电机控制模式的选择和单个电机控制模式具体参数设定；
[0113](3)鉴于设置的内容很多，从而导致显示深度很深，不熟悉的人不容易了解整个控制过程，因此在人机交互单元2的显示模块23界面下方提供当前设定层次的提示，并且可以直接点击这些提示触键实现所处层次的切换。
[0114]如附图16所示，变频器现场调试方法还进一步包括显示模块23的主界面入口开放判定过程，该过程包括以下步骤:
[0115]Fl:当触碰奇数次显示模块23的人机交互界面的第一激活触键(左上角触键)时，第二激活触键可见，否则第二激活触键(右上角触键)不可见；
[0116]F2:当触碰奇数次第二激活触键时，后台登陆触键不可见，参数修改触键可见，点击输入密码后，进入最高权限后台；当触碰偶数次第二激活触键时，后台登陆触键可见，参数修改触键不可见，点击输入密码后，进入用户级后台；[0117]F3:当点击除第一激活触键和第二激活触键的其他触键时，最高权限后台入口隐藏。
[0118]其中:
[0119]左上角触键影响的内部变量为M10，点击奇数次置一，点击偶数次置零。可见状态:可见；
[0120]右上角触键影响的内部变量为M11，点击奇数次置一，点击偶数次置零。可见状态受MlO控制，MlO=I,为可见，MlO=IO,为不可见。
[0121]右下角最高权限后台登陆触键(参数修改)与用户权限后台登陆触键(后台登陆)重合。当Mll=O时,后台登陆可见,参数修改不可见；M11=1时,后台登陆不可见,参数修改可见。
[0122]只有点击参数修改触键，才能输入最高级密码并进入最高权限的后台。在进入隐藏的后台入口后可以拥有更高的系统控制权限，获得程序的过程变量监视查看功能以及对外接口的模拟输入输出功能，并且提供变频器3控制算法的过程变量设定等功能，最大限度的方便技术人员在狭小、恶劣环境的情况下进行系统的调试和维修工作。
[0123]本发明描述的基于人机交互界面的变频器现场调试系统的具体实施例可以实现在人机交互单元2的图形化操作界面上对变频器3的参数列表模块12中参数值的修改，最终实现对变频器3参数的灵活配置。与此同时，人机交互单元2具有丰富、强大的图形化显示功能，也为用户4提供了十分全面的变频器3内部参数显示，可以大大减少调试人员在现场调试时对调试工具的依赖。
[0124]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0125]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种基于人机交互界面的变频器现场调试系统，其特征在于，包括:传动控制单元(I)和人机交互单元(2)，所述传动控制单元(I)与变频器(3 )相连，所述变频器(3 )与电机(5)相连,所述传动控制单元(I)包括参数列表模块(12),所述人机交互单元(2)包括显示模块(23)和输入模块(24);用户(4)通过所述输入模块(24)作为数据入口，通过所述传动控制单元(I)和人机交互单元(2)之间的通信协议，对所述参数列表模块(12)中的变频器参数列表的参数变量进行修改，实现对变频器(3)的参数配置；所述参数列表模块(12)中的参数变量通过所述传动控制单元(I)和人机交互单元(2)之间的通信协议传输，由所述人机交互单元(2)的显示模块(23)进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于人机交互界面的变频器现场调试系统，其特征在于:所述传动控制单元(I)还包括通信模块一(11)、逻辑控制模块(13)和I/O模块(14)，所述人机交互单元(2)还包括逻辑运算模块(21)和通信模块二(22);用户(4)通过所述输入模块(24)作为数据入口，依次通过所述逻辑运算模块(21 )、通信模块二(22)和通信模块一(II)对所述参数列表模块(12)中的变频器参数列表的参数变量进行修改；所述参数列表模块(12)中的参数变量依次通过所述通信模块一(11)、通信模块二(22)和逻辑运算模块(21)进行读取，并通过所述显示模块(23)进行显示；所述参数列表模块(12)通过所述逻辑控制模块(13 )和I/O模块(14)与所述变频器(3 )进行数据交互。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于人机交互界面的变频器现场调试系统，其特征在于:所述参数列表模块(12)中存储有控制所述变频器(3)运行过程的参数变量，所述参数变量通过modbus通讯协议传输至所述人机交互单元(2)实现变频器(3)信息的显示；所述电机(5)的控制过程在所述人机交互单元(2)的显示模块(23)上以数据流或图形的形式进行显示，在所述人机交互单元(2)上提供所述参数变量的设定,并通过所述传动控制单元(1)回传的变量链接和变量值修改所述变频器(3)的控制模式设置。
4.根据权利要求3所述的一种基于人机交互界面的变频器现场调试系统，其特征在于:所述参数列表模块(12)包括可读区和可读可写区，所述逻辑运算模块(21)包括内部参数配置区(210);所述人机交互单元(2)以报文帧传送的方式对所述传动控制单元(I)的参数列表模块(12)的参数变量进行读写操作，通过对所述人机交互单元(2)进行操作，实现将所述人机交互单元(2)的内部参数配置区(210)映射到所述参数列表模块(12)的任意一个参数变量，使所述人机交互单元(2)的内部参数配置区(210)的参数与所述传动控制单元(I)的参数列表模块(12)中的任意一个参数变量形成--对应关系。
5.一种利用权利要求1-4中任一权利要求所述的基于人机交互界面的变频器现场调试系统进行变频器现场调试的方法，其特征在于，包括以下过程: A:用户(4)以人机交互单元(2)的输入模块(24)作为数据入口，通过所述人机交互单元(2)和传动控制单元(I)之间的通信协议,对所述传动控制单元(I)的参数列表模块(12)中的变频器参数列表的参数变量进行修改，实现对变频器(3)的参数配置； B:所述参数列表模块(12)中的参数变量通过所述传动控制单元(I)和人机交互单元(2)之间的通信协议传输，由所述人机交互单元(2)的显示模块(23)进行显示。
6.根据权利要求5所述的一种基于人机交互界面的变频器现场调试方法，其特征在于，所述过程A进一步包括以下步骤: 用户(4)以所述输入模块(24)作为数据入口，依次通过逻辑运算模块(21)、通信模块二( 22)和通信模块一(11)对所述参数列表模块(12)中的变频器参数列表的参数变量进行修改； 所述过程B进一步包括以下步骤: 所述参数列表模块(12)中的参数变量依次通过所述通信模块一(11)、通信模块二(22),逻辑运算模块(21)进行读取，并通过所述显示模块(23)进行显示； 所述变频器现场调试方法还包括以下步骤: C:所述参数列表模块(12)通过逻辑控制模块(13)和I/O模块(14)与所述变频器(3)进行数据交互。
7.根据权利要求6所述的一种基于人机交互界面的变频器现场调试方法，其特征在于:所述参数列表模块(12)中存储的控制所述变频器(3)运行过程的参数变量经过所述通信模块一(11)，再通过modbus通讯协议传输至所述人机交互单元(2)的通信模块二(22)，依次经过逻辑运算模块(21)和显示模块(23)实现变频器(3)信息的显示；所述人机交互单元(2)的显示模块(23)通过数据流或图形的形式对所述电机(5)的控制过程进行显示，通过所述人机交互单元(2)的输入模块(24)进行所述参数变量的设定，再通过所述传动控制单元(I)回传的所述参数列表模块(12)的变量链接和变量值修改所述变频器(3)的控制模式设置。
8.根据权利要求6或7所述的一种基于人机交互界面的变频器现场调试方法，其特征在于: 当所述用户(4)进行读操作时，所述人机交互单元(2)向所述传动控制单元(I)发送读数据请求帧，读取所述参数列表模块(12)的可读区或可读可写区中的数据，再由所述传动控制单元(I)向所述人机交互单元(2)的逻辑运算模块(21)的内部参数配置区(210)发送读数据响应帧，通过所述显示模块(23)进行显示； 当所述用户(4)通过所述输入模块(24)进行写操作时，所述人机交互单元(2)向所述传动控制单元(I)发送写数据请求帧，向所述参数列表模块(12)的可读可写区中写入数据，再由所述传动控制单元(I)向所述人机交互单元(2)逻辑运算模块(21)的内部参数配置区(210 )发送读数据响应帧，通过所述显示模块(23 )进行显示。
9.根据权利要求8所述的一种基于人机交互界面的变频器现场调试方法，其特征在于，所述变频器现场调试方法还包括数字或模拟输入过程，该过程包括以下步骤: Dl:所述用户(4)通过所述人机交互单元(2)的输入模块(24)输入参数值，所述人机交互单元(2)根据既定的协议，将输入的参数值赋给所述传动控制单元(I)的参数列表模块(12)中对应的参数变量地址，实现参数值与对应内部程序入口的链接，通过改变所述传动控制单元(I)的参数列表模块(12)中的参数值实现所述内部程序入口的参数值在不同的输入信号来源之间进行切换； 所述变频器现场调试方法还包括数字或模拟输出过程，该过程包括以下步骤:D2:对从所述 传动控制单元(I)的I/O模块(14)输入的信号进行旁路，将通过所述人机交互单元(2 )的输入模块(24 )输入的参数值写入所述传动控制单元(I)的逻辑控制模块(13)，并通过所述I/O模块(14)输出至所述变频器(3)，再由所述变频器(3)控制所述电机(5)。
10.根据权利要求6、7、9中任一权利要求所述的一种基于人机交互界面的变频器现场调试方法，其特征在于，所述变频器现场调试方法还包括参数变量监视过程，该过程包括以下步骤: El:根据需要同时监视的参数变量个数从所述传动控制单元(I)的参数列表模块(12)中划分一部分Dint型参数变量作为链接型变量，再根据所述链接型变量的个数从所述传动控制单元(I)的参数列表模块(12)中划分一部分bit型和Dint型参数变量作为显示参数，作为显示参数的所述bit型和Dint型参数变量相加个数等于所述链接型变量的个数；E2:当所述用户(4)通过所述人机交互单元(2)的输入模块(24)输入参数值时，经过所述人机交互单元(2 )与所述传动控制单元(I)的通讯，以及所述传动控制单元(I)的逻辑控制模块(13)的内部脚本程序，由所述逻辑控制模块(13)将该参数值赋给所述参数列表模块(12 )中既定的显示参数，同时所述传动控制单元(I)通过所述通信模块一(11)将查询到的参数值通过所述人机交互单元(2)的显示模块(23)进行显示，实现所述参数值的监视。
11.根据权利要求10所述的一种基于人机交互界面的变频器现场调试方法，其特征在于，所述变频器现场调试方法还包括所述显示模块(23)的主界面入口开放判定过程，该过程包括以下步骤: Fl:当触碰奇数次所述显示模块(23)的人机交互界面的第一激活触键时，第二激活触键可见，否则所述第二激活触键不可见； F2:当触碰奇数次所述第二激活触键时，后台登陆触键不可见，参数修改触键可见，点击输入密码后，进入最高权限后台；当触碰偶数次所述第二激活触键时，所述后台登陆触键可见，所述参数修改触键不可见，点击输入密码后，进入用户级后台； F3:当点击除所述第一激活触键和所述第二激活触键的其他触键时，所述最高权限后台入口隐藏。`
【文档编号】G01R31/00GK103558473SQ201310547339
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2013年11月6日
【发明者】丁晓帆, 何成昭, 刘浩平, 刘海涛, 郑晖, 刘辉荣, 韩志成, 王成东, 杨成 申请人:南车株洲电力机车研究所有限公司