专利名称：工业高效变频调速系统显示单元控制模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制装置，尤其涉及一种应用于工业 高效变频调速技术中的显示控制装置。
技术背景目前，在工业变频调速控制技术中主要以可编程控制器(以 下简称PLC)作为控制装置来对系统的相关参数进行优化，以达到节能的 目的。但是，大部分系统中并没有采用人机界面显示单元，因此不能直观 地向终端客户显示相关数据；而且PLC在使用过程中，修改内部控制参数 也很不方便，不利于工业节能控制技术在的推广应用。
发明内容针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型旨在提供一 种工业高效变频调速系统显示控制单元模块；它能够通过网络通讯接口与 系统中的主控制单元模块进行连接，从而实现向终端用户直观地提供数据 显示、方便系统参数设置等功能的目的。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案它包括单片机、 与该单片机相适配的存储器、电源、网络通讯接口、液晶显示屏以及触摸 屏；存储器电路、看门狗保护电路、触摸屏处理电路、液晶显示模块电路 以及RS-485网络通讯接口电路分别与控制处理器电路连接，存储器电路、 看门狗保护电路、触摸屏处理电路以及液晶显示模块电路之间相互连通， 电源电路分别与上述各电路连通。
控制处理器电路由单片机U7，与该单片机连接的晶体振荡器XI、振 荡电容ci6和C17、滤波电容C29—C45和C62、电阻R19—R21和R68构成；
存储器电路由I2C存储器和静态随机存储器组成，所述I2C存储器由 集成电路U3，与该集成电路连接的上拉电阻R22—R24、以及滤波电容C18 构成；所述静态随机存储器由集成电路U13、与该集成电路连接的滤波电 容C55构成；
看门狗保护电路由相互连接的集成电路U8和U9，与集成电路U9连 接的滤波电容C19、与集成电路U8连接的电阻R26和R27构成；
触摸屏处理电路由集成电路U12，与该集成电路连接的四线电阻式触 摸屏、滤波电容C50—C54、 C46以及电阻R36，与三极管Q4相连的电阻 R65、 R66以及蜂鸣器Bl构成；
液晶显示模块由一块独立的液晶显示屏，与该显示屏连接的滤波电容 C61和C63、 二极管V6、场效应管Q2、可调电阻RT1、以及电阻R50、 R51构成；，
RS-485网络通讯接口电路为两路独立的RS485半双工通讯接口，它 由集成电路U10—U15，光电耦合器Nl—N3和N5—N7、发光二极管LED2 禾口 LED3、以及与之相连接的电阻R28—R33禾B R37—R48、 R69、 R70构 成；
电源电路7分为开关电源电路和CPU电源管理电路，所述开关电源电 路由集成电路U1和U2、光电耦合器N4、变压器T1、场效应管Q1、稳压 二极管Z1、保护二极管V2和V3、整流二极管V4和V7、三端稳压器D1、 电感Ll禾n L4、电容C3—C13和C22—C25、以及与之相连的电阻Rl—R17组成独立的两路+5V电压，所述CPU电源管理电路由集成电路U5和U6、 滤波电容C30、 C31、 C48、 C49组成。
与现有技术比较，本实用新型由于采用了上述技术方案，因此能够将 采集到的数据传给系统中的主控制单元模块，通过内置在该单元模块中的 自动控制算法完成对工业机电系统的控制，并通过网络通讯接口与本实用
新型进行数据交换，然后由本实用新型直观地向用户提供所需的数据查询；
另外，由于在上述技术方案中采用了触摸屏处理电路，因此用户能够更加直 观、方便地对系统参数进行査询和修改。
图1是本实用新型的结构原理图2是本实用新型的电路总图3是本实用新型控制处理器电路的原理图4是本实用新型存储器电路的原理图5是本实用新型看门狗保护电路的原理图6是本实用新型触摸屏处理电路的原理图7是本实用新型液晶显示模块电路的原理图8是本实用新型RS-485网络通讯接口电路的原理图9是本实用新型电源电路的原理图。
图中控制处理器电路l 存储器电路2 看门狗保护电路3 触 摸屏处理电路4 液晶显示模块电路5 网络通讯接口电路6 电源电 路具体实施方式
以下结合附图和具体的实例对本实用新型作进一步说
明
在图1 9中，存储器电路2、看门狗保护电路3、触摸屏处理电路4、
液晶显示模块电路5以及RS-485网络通讯接口电路6分别与控制处理器 电路l连接，存储器电路2、看门狗保护电路3、触摸屏处理电路4以及液 晶显示模块电路5之间相互连通，电源电路7分别与上述电路连通。其中
控制处理器电路l由单片机U7，与该单片机连接的晶体振荡器X1、 振荡电容C16禾Q C17、滤波电容C29—C45禾B C62、电阻R19—R21禾B R68 构成。单片机U7的型号为LPC2214，它是一款基于16/32位ARM7TDMI-S， 带有256k字节嵌入的高速Flash存储器、并支持实时仿真和跟踪的CPU。 128位宽度的存储器接口和良好的加速结构使32位代码能够在最大时钟速 率下运行；单片机U7采用144脚封装、极低的功耗、多个32位定时器、 8路10位ADC、 PWM输出以及多达9个的外部中断，这款微控制器特别 适合工业控制、医疗系统、收款机控制等应用领域。
存储器电路2由I2C存储器和静态随机存储器组成，所述I2C存储器 由集成电路U3，与该集成电路连接的上拉电阻R22—R24、以及滤波电容 C18构成；所述静态随机存储器由集成电路U13、与该集成电路连接的滤 波电容C55构成。I2C存储器用于存储各种相关的数据，系统掉电后数据 可保存；而静态随机存储器，用于系统运行时的数据交换和暂存，但系统 掉电后数据将丢失。
看门狗保护电路3由相互连接的集成电路U8和U9，与集成电路U9连接的滤波电容C19、与集成电路U8连接的电阻R26和R27构成；用于 在CPU工作不正常时使CPU重新复位启动，从而提高了系统的可靠性。
触摸屏处理电路4由集成电路U12，与该集成电路连接的四线电阻式 触摸屏、滤波电容C50—C54、 C46以及电阻R36，与三极管Q4相连的电 阻R65、 R66以及蜂鸣器B1构成；用于处理点击触摸屏后的数据转换以及 声音提示。
液晶显示模块5用于相关数据的显示；由一块独立的液晶显示屏，与 该显示屏连接的滤波电容C61和C63、 二极管V6、场效应管Q2、可调电 阻RT1、以及电阻R50、 R51构成。
RS-485网络通讯接口电路6为两路独立的RS485半双工通讯接口， 它由集成电路U10—U15，光电耦合器N1—N3禾卩N5—N7、发光二极管 LED2禾B LED3、以及与之相连接的电阻R28—R33禾卩R37—R48、 R69、 R70构成。所述RS485半双工通讯接口的最大通讯距离为1200m，能够与 其它带有RS-485通讯接口的监控设备进行数据交换，实现系统的网络化 监控；所述光电耦合器N1—N3、 N5—N7能实现与其他监控设备通讯的完 全隔离，提高了系统运作的安全性。
电源电路7分为开关电源电路和CPU电源管理电路，所述开关电源电 路由集成电路U1和U2、光电耦合器N4、变压器T1、场效应管Q1、稳压 二极管Z1、保护二极管V2和V3、整流二极管V4和V7、三端稳压器D1、 电感Ll和L4、电容C3—C13和C22—C25、以及与之相连的电阻R1—R17 组成独立的两路+5V电压，主要用于网络通讯接口电路和其他电路的工作电源；所述CPU电源管理电路由集成电路U5和U6、滤波电容C30、 C31、 C48、 C49组成，主要是提供和检测CPU的工作电源，通过独立的CPU电 源管理电路使得CPU能更加稳定的运行。
工作原理当点击触摸屏时，触摸屏处理电路4将点击位置的电阻值 转换成该位置的X/Y轴的坐标值后送给控制处理器电路1，控制处理器电 路1对当前X/Y轴的坐标值显示的内容进行判断；当需要进行系统参数进 行设置时，控制处理器电路1将直接进入参数设置界面对相关参数进行修 改，并将修改后的参数保存在存储器电路2中，然后再通过RS-485网络 通讯接口电路6将修改后的参数传送给系统的主控制单元模块以便于分析 和处理。
本实用新型将需要显示的数据通过网络通讯接口实时地传入存储器内
保存以便于CPU调用和处理；其显示的内容有三相电压、三相电流、功 率因数、功耗等输入电量参数，采集到的相关信号显示有温度、压力、 流量、浓度、液位、湿度、频率、电压、电流、压力、压差、信号定义等， 变频器运行参数显示有直流母线电压、运行频率、启/停状态、故障报警 信息等，系统参数显示有启/停状态、保护报警信息、调节模式、系统时 间、电机参数、通讯监测、工/变频运行累计时间和能耗、硬件组态信息、 系统调节参数等。
权利要求1.一种工业高效变频调速系统显示控制单元模块，包括单片机、与该单片机相适配的存储器、电源、网络通讯接口、液晶显示屏以及触摸屏；其特征在于存储器电路(2)、看门狗保护电路(3)、触摸屏处理电路(4)、液晶显示模块电路(5)以及RS-485网络通讯接口电路(6)分别与控制处理器电路(1)连接，存储器电路(2)、看门狗保护电路(3)、触摸屏处理电路(4)以及液晶显示模块电路(5)之间相互连通，电源电路(7)分别与上述各电路连通。
2. 根据权利要求1所述的工业高效变频调速系统显示控制单元模块， 其特征在于控制处理器电路(l)由单片机U7，与该单片机连接的晶体振荡器X1、 振荡电容C16和C17、滤波电容C29—C45和C62、电阻R19—R21和R68 构成；存储器电路(2)由^C存储器和静态随机存储器组成，所述^C存储 器由集成电路U3，与该集成电路连接的上拉电阻R22—R24、以及滤波电 容C18构成；所述静态随机存储器由集成电路U13、与该集成电路连接的 滤波电容C55构成；看门狗保护电路(3)由相互连接的集成电路U8和U9，与集成电路 U9连接的滤波电容C19、与集成电路U8连接的电阻R26和R27构成；触摸屏处理电路(4)由集成电路U12，与该集成电路连接的四线电阻 式触摸屏、滤波电容C50—C54、 C46以及电阻R36，与三极管Q4相连的电阻R65、 R66以及蜂鸣器Bl构成；液晶显示模块(5)由一块独立的液晶显示屏，与该显示屏连接的滤波 电容C61和C63、 二极管V6、场效应管Q2、可调电阻RT1、以及电阻R50、 R51构成；RS-485网络通讯接口电路(6)为两路独立的RS485半双工通讯接口， 它由集成电路U10—U15，光电耦合器Nl—N3禾B N5—N7、发光二极管 LED2禾B LED3、以及与之相连接的电阻R28—R33禾卩R37—R48、 R69、 R70构成；电源电路(7)分为开关电源电路和CPU电源管理电路，所述开关电 源电路由集成电路Ul和U2、光电耦合器N4、变压器T1、场效应管Q1、 稳压二极管Z1、保护二极管V2和V3、整流二极管V4和V7、三端稳压 器D1、电感Ll禾nL4、电容C3—C13和C22—C25、以及与之相连的电阻 R1—R17组成独立的两路+5V电压，所述CPU电源管理电路由集成电路 U5禾QU6、滤波电容C30、 C31、 C48、 C49组成。
专利摘要本实用新型公开了一种工业高效变频调速系统显示控制单元模块，属于工业变频调速控制技术；旨在提供一种数据显示直观、系统参数设置方便的显示控制装置。它包括单片机、与该单片机相适配的存储器、电源、网络通讯接口、液晶显示屏以及触摸屏；其特征在于存储器电路(2)、看门狗保护电路(3)、触摸屏处理电路(4)、液晶显示模块电路(5)以及RS-485网络通讯接口电路(6)分别与控制处理器电路(1)连接，存储器电路(2)、看门狗保护电路(3)、触摸屏处理电路(4)以及液晶显示模块电路(5)之间相互连通，电源电路(7)分别与上述各电路连通。本实用新型可用于不同的工业机电系统变频调速控制。
文档编号H02P23/00GK201150046SQ20072017431
公开日2008年11月12日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者欣 杨, 罗庆宝, 蔡小兵, 晟 郭, 林 郭 申请人:贵州汇通华城楼宇科技有限公司