一种高压变频器水冷监控系统的制作方法

本实用新型总体上涉及水冷监控领域，更具体地，涉及高压变频器水冷监控领域。

背景技术：

高压变频器在运行过程中要产生一定的功耗，这些功耗都会变成热量，将导致器件温度升高，如果没有适当的散热措施及时将热量带走，就有可能导致器件温度超过器件所允许的最高温度，从而导致器件性能的损坏，所以选择适当的散热方式，并进行合理设计，能有效延长器件使用寿命，提高变频器的可靠性。高压变频器的散热方式主要有风冷和水冷，随着变频器技术近几年持续的发展，变频器容量的不断提高，风冷散热受散热器面积、环境温度、变频器使用环境、风机体积等多方面影响，已不能满足大功率变频器的散热要求，水冷散热方式具有优异的散热性能和较高的可靠性，且对环境适应能力强，所以水冷控制系统在高压变频器上应用十分必要。然而，现有的高压变频器水冷系统将高压变频器的控制器与水冷单元的控制在物理上分开了，虽然都是通过系统中变频器和水冷系统的运行状态参数调整控制它们运行的参数，但是无法直观的同时观察两者的运行状态参数，且无法做到按需求在人工模式和自动模式之间灵活切换进行控制。

为了解决以上问题，需要一种新的高压变频器水冷监控系统，能够方便同时查看变频器和水冷单元的运行参数，并存在人工和手动两种模式用于控制整个系统的运行。

技术实现要素：

为了解决以上问题，需要一种新的高压变频器水冷监控系统，能够方便同时查看变频器和水冷单元的运行参数，并存在人工和手动两种模式用于控制整个系统的运行。

为达到上述目的，本实用新型的高压变频器水冷监控系统是这样实现的：

第一技术方案为一种高压变频器水冷监控系统，包括：水冷单元、高压变频器和嵌入式一体化触摸屏；所述水冷单元包括第一水冷控制器(1)和第二水冷控制器(2)；所述高压变频器包括变频器控制系统；所述嵌入式一体化触摸屏，提供人机操作界面，分别与所述变频器控制系统、第一水冷控制器(1)以及第二水冷控制器(2)连接；所述嵌入式一体化触摸屏与所述变频器控制系统进行数据交换，以实现对所述高压变频器的监控，所述嵌入式一体化触摸屏与水冷单元的第一水冷控制器(1)或者第二水冷控制器(2)进行数据交换，实现对水冷单元的监控；其中，所述嵌入式一体化触摸屏基于从变频器控制系统和第一水冷控制器(1)，或者基于从变频器控制系统和第而水冷控制器(2)所采集的数据来控制所述水冷单元和所述高压变频器的运行，所述高压变频器水冷系统的操作分为手动模式和自动模式。

第二技术方案基于第一技术方案，其特征在于，所述水冷单元还包括第一传感器组，用于采集水冷单元的运行状态信号，所述第一水冷控制器(1)或所述第二水冷控制器(2)接收所述传感器组发送的所述运行状态信号并上传至嵌入式一体化触摸屏；所述高压变频器还包括第二传感器组，用于采集该高压变频器的现场运行信号，所述第二传感器组将所述现场运行信号发送给所述变频器控制系统。

第三技术方案基于第二技术方案，其特征在于，所述运行状态信号分为三类：现场指示信号，用于封装压力表、压力变送器的测量值；温度信号，用于封装温度传感器、温湿度控制器的测量值；线性信号，用于封装电导率传感器、水浸传感器、流量传感器的测量值。

第四技术方案基于第一技术方案，其特征在于，所述现场运行信号包括：变频器温度信号、变频器温度变化率信号。

第五技术方案基于第一技术方案，其特征在于，所述嵌入式一体化触摸屏通过LAN接口与变频器控制系统连接，并按照预设周期进行数据交换，所述数据交换采用TCP/IP协议进行通讯；所述嵌入式一体化触摸屏通过LAN接口与所述第一水冷控制器(1)或所述第二水冷控制器(2)连接，采用TCP/IP协议进行通讯，按照预定周期采集其运行状态信号并向其发送控制信号，所述控制信号用于控制主循环泵、补水泵、电加热器、电动三通阀的运行。

第六技术方案基于第一技术方案，其特征在于，所述嵌入式一体化触摸屏的主界面包括：手动操作、自动操作、参数设置、报警查询，其中，所述参数设置还包括报警设置和功能设置；所述手动操作允许维护人员通过所述嵌入式一体化触摸屏直接调整变频器和水冷单元的运行参数；所述自动操作允许维护人员通过所述参数设置调整水冷单元和变频器在变频器不同的现场运行信号和运行状态信号下的运行参数；所述报警查询允许维护人员查询报警情况，以便相应地通过所述报警设置调整报警条件和调整水冷单元和变频器的运行参数；所述报警设置用于设置报警条件，使在自动运行状态下的系统满足报警条件并报警时实现自动跳闸，所述功能设置用于设置操作为手动模式或自动模式。

第七技术方案基于第一技术方案至第六技术方案中任意一个，其特征在于，所述第一水冷控制器(1)和第二水冷控制器(2)采用西门子S7-200SMART PLC，所述西门子S7-200SMART PLC支持西门子S7协议、TCP/IP协议、并支持多种终端的连接。

通过此系统中的嵌入式一体化触摸屏分别连接水冷单元的水冷控制器和高压变频器的变频器控制系统，使水冷单元和高压变频器的运行参数可以同时在一个界面上进行显示，也通过触摸屏实现对水冷单元和高压变频器两者的控制，达到了方便查看和控制整个系统的运行；同时，设置自动模式和手动模式确保不同条件下系统的安全运行。

附图说明

图1示出了本实用新型的系统的框架图；

图2示出了本实用新型一个实施方式的触摸屏的界面的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，下面的描述是对本实用新型权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

图1示出了本实用新型的系统的框架图。

如图1所示，本实用新型的高压变频器水冷监控系统包括：水冷单元、高压变频器和嵌入式一体化触摸屏；所述水冷单元包括水冷控制器1和水冷控制器2；所述高压变频器包括变频器控制系统；所述嵌入式一体化触摸屏，提供人机操作界面，分别与变频器控制系统、水冷控制器1以及水冷控制器2连接；所述嵌入式一体化触摸屏与变频器控制系统的进行数据交换，实现对所述高压变频器的监控，所述嵌入式一体化触摸屏与水冷单元的水冷控制器1或者水冷控制器2进行数据交换，实现对水冷单元的监控；其中，所述嵌入式一体化触摸屏基于采集的变频器控制系统和水冷系统的数据来控制所述水冷单元和所述高压变频器的运行，所述高压变频器水冷系统的操作分为手动模式和自动模式。分别与所述变频器控制系统、第一水冷控制器(1)以及第二水冷控制器(2)连接；所述嵌入式一体化触摸屏与所述变频器控制系统进行数据交换，以实现对所述高压变频器的监控，所述嵌入式一体化触摸屏与水冷单元的第一水冷控制器(1)或者第二水冷控制器(2)进行数据交换，实现对水冷单元的监控；其中，所述嵌入式一体化触摸屏基于从变频器控制系统和第一水冷控制器(1)，或者基于从变频器控制系统和第而水冷控制器(2)所采集的数据来控制所述水冷单元和所述高压变频器的运行，所述高压变频器水冷系统的操作分为手动模式和自动模式。

在本实用新型中，变频器的变频控制系统与嵌入式一体化触摸屏实现数据交换，这种数据交换通常是维护人员根据需求设定一个数据采集和数据下发的周期，嵌入式一体化触摸屏每隔一定时间就采集一次变频控制系统的数据并向其下发自身数据，采集的数据用于监测检测变频器的运行而下发的数据用于控制变频器的运行；同样，嵌入式一体化触摸屏与水冷单元的第一水冷控制器(1)或者第二水冷控制器(2)进行数据交换，这种数据交换通常是维护人员根据需求设定一个数据采集和数据下发的周期，嵌入式一体化触摸屏每隔一定时间就采集一次水冷控制器的数据并向其下发自身数据，采集的数据用于监测水冷单元的运行而下发的数据用于控制水冷单元的运行。嵌入式一体化触摸屏将采集的变频器和水冷单元的运行状态数据进行整合汇总，根据它们的运行状态数据调整下发的控制数据控制整个系统的安全运行，其中的反馈控制过程可以由维护人员操作触摸屏人工完成，也可以通过预设的反馈控制机制自动完成。

本实用新型的好处是，通过一个嵌入式一体化触摸屏将水冷单元和被水冷单元的运行状态数据的采集与控制信号的下发整合汇总了，在一块显示屏上就能显示系统中变频器和水冷单元两者的运行情况，同时，在同块显示屏上，还可以人工操作对系统中变频器和水冷单元的控制，这极大地方便了对整个系统运行的监控且提高了系统运行的安全性。

进一步地，其特征在于，所述水冷单元还包括第一传感器组，用于采集水冷单元的运行状态信号，所述第一水冷控制器(1)或所述第二水冷控制器(2)接收所述传感器组发送的所述运行状态信号并上传至嵌入式一体化触摸屏；所述高压变频器还包括第二传感器组，用于采集该高压变频器的现场运行信号，所述第二传感器组将所述现场运行信号发送给所述变频器控制系统。

在本实用新型中，水冷单元和变频器的各种运行状态信号都需要设置在它们之中的对应的传感器来获取，而通过传感器和水冷控制器、和变频器控制系统的连接，将获取的运行状态信号上传至这些控制装置。

更进一步地，其特征在于，所述运行状态信号分为三类：现场指示信号，用于封装压力表、压力变送器的测量值；温度信号，用于封装温度传感器、温湿度控制器的测量值；线性信号，用于封装电导率传感器、水浸传感器、流量传感器的测量值。

在本实用新型中，水冷单元的运行状态通常通过压力表、压力变送器、温度传感器、流量传感器、电导率传感器、水浸传感器及温湿度控制器的测量值来显示，显示了水压、水压变化率、温度、流量、电导率、水浸值和温湿度。

再进一步地，其特征在于，所述现场运行信号包括：变频器温度信号、变频器温度变化率信号。

在本实用新型中，水冷系统需要的变频器的运行参数通常只是温度和温度变化率，以便给变频器合理降温。

根据本实用新型的另一个实施例，还是基于图1的框架的系统，其中，所述嵌入式一体化触摸屏通过LAN接口与变频器控制系统连接，并按照预设周期进行数据交换，所述数据交换采用TCP/IP协议进行通讯；所述嵌入式一体化触摸屏通过LAN接口与所述第一水冷控制器(1)或所述第二水冷控制器(2)连接，采用TCP/IP协议进行通讯，按照预定周期采集其运行状态信号并向其发送控制信号，所述控制信号用于控制主循环泵、补水泵、电加热器、电动三通阀的运行。

本实施例中，进一步明确了嵌入式一体化触摸屏与变频器系统和水冷控制器都是通过LAN接口采用TCP/IP协议进行通讯，上述接口和通讯协议都是非常常用的，提高了系统中各个装置的可扩展性，同时TCP/IP协议通过三次握手保证传输可靠性，进一步保证采集和下发的数据的准确性避免对系统中装置的错误监测或控制。同时，嵌入式一体化触摸屏作为一个整合系统中所有装置数据的平台和一个下发系统中所有装置控制数据的中心，根据采集的两个装置的运行数据下发控制两个装置运行的控制数据。

根据本实用新型的另一个实施例，还是基于图1的框架的系统，其中，所述嵌入式一体化触摸屏的主界面包括：手动操作、自动操作、参数设置、报警查询，其中，所述参数设置还包括报警设置和功能设置；所述手动操作允许维护人员通过所述嵌入式一体化触摸屏直接调整变频器和水冷单元的运行参数，所述自动操作允许维护人员通过所述参数设置调整水冷单元和变频器在变频器不同的现场运行信号和运行状态信号下的运行参数，所述报警查询允许维护人员查询报警情况，以便相应地通过所述报警设置调整报警条件和调整水冷单元和变频器的运行参数，所述报警设置用于设置报警条件，使在自动运行状态下的系统满足报警条件并报警时实现自动跳闸，所述功能设置用于设置操作为手动模式或自动模式。

本实施例中，进一步明确了触摸屏的界面包含的功能选项，用于实现系统操作的自动模式和手动模式。手动模式中，触摸屏通过标准LAN接口接收水冷控制器的现场信号，如控制电源、主循环泵、补水泵、电加热器的现场运行信号，并实时显示，同时还是通过LAN接口接收变频器控制系统的运行状态信号，如变频器的实时温度，实时温度变化率，并实时显示，维护人员通过触摸屏上显示的两个装置的运行参数，调整控制两个装置运行的控制参数，进行实时调整，保证系统安全运行。自动模式时，嵌入式一体化触摸屏通过标准LAN接口接收水冷控制器的现场信号，并进行存储，同时还通过标准LAN接口接收变频器控制系统的运行状态信号，也存储，通过预设的判定规则对现场信号和运行状态信号进行分析，若满足报警条件则进行报警并跳闸停止运行，若不满足报警条件则继续运行，将报警信息在触摸屏上进行显示并保存。维护人员在查看系统运行状况时，通过分析报警信息的频次，重新调整报警条件和水冷单元的运行参数和变频器的运行参数的设置。例如，维护人员观察到最近一段时间报警频率非常高，首先查看是变频器的高温报警还是水冷单元的水压报警，其次分析报警原因，是设备老化设定的运行参数需要修改，还是报警条件设置不合理导致正常运行也会报警，或者运行参数和报警条件都需要修改，分析后决定调整系统运行的方案，再进入自动模式。

根据本实用新型的另外一个实施例，该实施例可以基于前文所述的任何一个实施例，进一步地明确，所述第一水冷控制器(1)和第二水冷控制器(2)采用西门子S7-200SMART PLC，所述西门子S7-200SMART PLC支持西门子S7协议、TCP/IP协议、并支持多种终端的连接。

可能以许多方式来实现本实用新型的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本实用新型的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本实用新型的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本实用新型实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本实用新型的方法的机器可读指令。因而，本实用新型还覆盖存储用于执行根据本实用新型的方法的程序的记录介质。

本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所实用新型的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。