采煤机用变频器调试装置和采煤机用变频器系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于调试采煤机用变频器的装置及采用该装置的变频器系统，属于变频器调试领域。


背景技术：

2.变频器作为电牵引采煤机电气控制系统中最主要设备之一，其可靠性直接影响到采煤机正常牵引工作。采煤机工作面的条件非常恶劣，变频器在使用过程中难免会出现很多问题，例如变频器过温故障、过流故障、直流母线欠压、过压故障、短路故障、通讯故障等。当变频器出现故障时，煤机检修人员需要快速定位故障进而解决。然而，当检修人员对采煤机变频器进行功能测试或参数调整时，往往需要打开采煤机电控箱的变频腔防爆面板来实现变频器参数的修改和功能测试，这种情况对煤矿井下尤其是瓦斯矿井是不允许的。
3.现有一种基于单片机msp430f149的本安型变频器测控装置，该装置的优点是能够可靠有效地实现采煤机变频器的操作控制、全部系统参数的实时监测和修改。但该装置的缺点是人机交互性不强，液晶显示仅能一次显示少量几行信息，另外该方案需要配合专用的遥控装置，成本较高且不便携带。
4.另外，现有技术中还有针对acs800系列变频器研制的遥控修改参数方案。该方案需要在原装变频器操作盘内内置一块遥控解码芯片，该遥控解码芯片与操作盘按键io口连接，通过遥控器就能执行操作盘的所有按钮功能。该装置的优点是能够实现操作盘包括参数修改在内的全部功能，缺点是操作盘硬件改造难度大，空间受限，而且操作时需要透过变频箱盖板上的观察窗观察变频器操作盘上的显示屏，交互体验差、操作难度大。由于该方案同样需要配合专用的遥控装置，因此成本较高且不便携带。
5.现有技术中还有采用无线方式(wifi、蓝牙)直接调试变频器的技术方案，需要变频器自身具备无线通信能力。目前绝大部分厂家生产的变频器都不具备无线通信能力，而即使少数具备无线通信能力的变频器其通信协议也不公开，因此不具备二次开发条件。


技术实现要素：

6.本实用新型旨在提供一种采煤机用变频器调试装置，使不具备无线通信功能的变频器具备不开防爆盖板检修的能力，调试时不需要打开采煤机电控箱的变频腔防爆面板，且能提供较好的交互体验。
7.本实用新型的主要技术方案有：
8.一种采煤机用变频器调试装置，包括无线通信连接的本安手机和无线调试接收装置，所述无线调试接收装置包括单片机和与所述单片机双向通信连接的按键电路、数据存储电路、时钟电路、无线通信模块和用于与被调试变频器通信连接的有线485通信模块，所述无线调试接收装置通过所述无线通信模块与本安手机通信连接。
9.所述无线通信模块采用蓝牙模块。
10.所述无线调试接收装置内置有宽范围供电的电源电路。
11.所述无线通信模块采用蓝牙模块，所述无线调试接收装置内置有宽范围供电的电源电路。
12.所述无线调试接收装置还包括指示灯电路，所述指示灯电路的输入端连接所述单片机的指示信号输出端。
13.一种采煤机用变频器系统，包括左变频器、右变频器和所述采煤机用变频器调试装置，所述无线调试接收装置通过有线485通信模块同时与左变频器和右变频器通信连接，所述左变频器、右变频器和所述采煤机用变频器调试装置均设置在采煤机电控箱内，所述本安手机在采煤机电控箱外。
14.本实用新型的有益效果是：
15.本实用新型的采煤机用变频器调试装置能以rs-485通信方式与被调试变频器进行通信，能够兼容不同系列的变频器，适应性广，使不同系列的变频器都具备了无线调试功能。为被调试变频器配置了这种变频器调试装置后，在不需要打开采煤机变频器防爆腔体盖板操作变频器操作盘的情况下，就可以实现对采煤机变频器参数的实时读取、上传、下载、修改和保存等操作，能够较为简单地实现工艺参数的一键修改，确保高瓦斯、高粉尘、高潮湿矿井的安全作业。
16.本实用新型通过本安手机实现类似变频器操作盘的功能，交互性较好。
17.本实用新型利用现有的本安手机对变频器实施调试，可以节省调试装置的单独硬件开发成本。
附图说明
18.图1为本实用新型的采煤机用变频器调试装置的一个实施例的电路结构框图；
19.图2为本实用新型的采煤机用变频器系统的一个实施例的结构图。
20.附图说明：1、单片机；2、按键电路；3、485通信模块；4、数据存储电路；5、指示灯电路；6、时钟电路；7、无线通信模块；8、电源电路；9、外壳；101、本安手机；102、蓝牙无线调试接收装置；103、左变频器；104、右变频器；105、左牵引电机；106、右牵引电机；107、电控箱。
具体实施方式
21.如图1、2所示，本实用新型公开了一种采煤机用变频器调试装置，包括无线通信连接的本安手机或本安防爆手机101和无线调试接收装置102。所述无线调试接收装置用于对采煤机用变频器进行本地控制，采煤机电气控制系统(简称采煤机电控系统)用于对采煤机用变频器进行远程控制，所述无线调试接收装置与采煤机电控系统实施对变频器的并行控制。使用时，无线调试接收装置与被调试变频器一起安装在采煤机电控箱内，调试时不需要打开电控箱，只需要通过本安手机或本安防爆手机进行参数设置、功能配置和启停控制。所述无线调试接收装置包括单片机1和与所述单片机双向通信连接的按键电路2、数据存储电路4、时钟电路6、无线通信模块7和有线485通信模块3。所述按键电路2用于匹配不同的变频器厂家和型号。所述有线485通信模块用于所述无线调试接收装置与被调试变频器之间的通信访问，对被调试变频器的参数进行实时监视、参数上传、修改和保存等操作指令的发出和结果的返回都需要经由所述485通信模块。所述无线调试接收装置通过所述无线通信模块与本安手机通信连接。所述数据存储电路用于存储变频器默认参数、故障记录及事件记
录等。所述时钟电路用于给单片机提供时钟基准，时钟频率优选采用8mhz。
22.无线调试接收装置设置有外壳9，所述单片机、各种电路和模块均设置在该外壳内。
23.所述单片机是所述无线调试接收装置的核心和中央控制单元，用于实现数据的处理和控制，可以采用arm cortex-m4系列32位mcu，本实施例中选择stm32f405芯片。
24.所述无线通信模块优选采用蓝牙模块。所述蓝牙模块可以采用ti公司的cc2564芯片，该芯片包含了2种无线模式：basic rate(br/edr)和bluetooth low energy(ble)。由于需要进行长时间、大数据量数据传输，优选采用传统蓝牙通信br/edr模式。
25.所述无线调试接收装置内置有宽范围供电的电源电路8，供电标准电压为12v或24v。所述电源电路设置隔离电路和降压电路，对外部电源进行隔离、降压后为所述单片机、无线通信模块供电。
26.所述有线485通信模块优选采用2路隔离rs-485通信接口。采煤机电气控制系统与变频器间通信接口基本都是采用rs485接口，满足modbus rtu协议。由于大部分变频器均预留modbus协议通信口，因此本实用新型通过modbus协议的接口读取、修改变频器的所有参数，能够满足大部分变频器的调试场合。
27.所述无线调试接收装置还优选包括指示灯电路5，所述指示灯电路的输入端连接所述单片机的指示信号输出端。所述指示灯电路用于指示所述无线调试接收装置与被调试变频器的通信状态，以及所述无线调试接收装置的运行状态。
28.所述本安手机内安装有变频器调试软件。
29.所述采煤机用变频器调试装置用于被调试变频器参数的监测和修改、故障记录的查询和导出、本地控制运行等调试。相关调试通过操作所述本安手机内的调试软件完成。
30.本实用新型还公开了一种采煤机用变频器系统，包括左变频器103、右变频器104和所述采煤机用变频器调试装置，所述无线调试接收装置通过有线485通信模块同时与左变频器和右变频器通信连接。所述左变频器、右变频器和所述采煤机用变频器调试装置均设置在采煤机电控箱107内，所述本安手机在采煤机电控箱外。左变频器和右变频器分别通过rs485接口驱动左牵引电机105和右牵引电机106。本安手机101通过蓝牙连接电控箱107内的无线调试接收装置102，在防爆面板内外进行数据的无线传输。蓝牙连接前需要进行蓝牙配对，每台变频器的蓝牙pin码已经固化，断电不会变动。
31.所述本安手机101内安装的变频器调试软件app的功能包括：参数设置、参数备份、参数恢复、参数监测和运行控制等功能模块。变频器的无线调试功能在该app中实现。