一种通过CAN总线实现远程操作电机启停和状态显示的方法与流程

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种通过can总线实现远程操作电机启停和状态显示的方法。

背景技术：

工业现场使用过程中，电动机保护控制器一般装到配电柜中，配电柜装设集中一个地方，电机安装位置与配电柜一般有几百米距离，电机旁边装设操作柱显示控制单元，现场工作人员使用操作柱启停电机，监视电机工作状态，以及电机工作电流情况。传统方案，使用硬接线模式，长距离拉5根控制线，操作柱控制按钮串联接触器回路，至少需要3根控制线(启动，停车和公共端)。为了监测电机电流，需要4-20ma直流采集仪表和电动机保护器变送输出，或者直接通过电流互感器电流二次电流输出接入指针仪表。电动机保护器和接触器集中装设到配电柜，动力线通过线槽接到电机上，电机装设地方距离配电柜有几百米距离。现场工人为了操作工艺需要操作电气启停，查看电流大小确认电机运行是否正常。

传统解决方案需要布线较多(理论需要5根)，并且使用220v以上电源线,拉线距离远,操作非常不便。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明使用基于can通讯操作柱远程控制显示单元，直接用一根通讯线，也可以多个操作柱控制台共同使用一根通讯can通讯线，即可一个显示单元控制一台电机，也可一个显示单元控制多台电机，实现电机启停控制和电流装置显示。

本发明提出一种通过can总线实现远程操作电机启停和状态显示的方法，包括如下步骤：

步骤1：通过一条can总线连接多个操作柱远程控制显示单元、多个开关柜中的电动机保护器；

步骤2：设置can总线的通讯参数；

步骤3：通过操作柱上的操作柱远程控制显示单元，控制电动机启停；

步骤4：操作柱远程控制显示单元监控电动机运行状态。

进一步的，步骤1包括：

操作柱控制显示单元装设到操作柱上，包括有2个自复式启停按钮、一个手动/自动转换开关，一个电机运行指示灯，一个电机故障指示灯；操作柱上ilde数码仪表作为操作柱远程控制显示单元，两路开入量di1、di2一端连接到操作柱远程控制显示单元，用于检测启动按钮sb1和停车按钮sb2；

两路开入量di1、di2另一端分别连接两个自复位按钮开关按钮sb1、sb2，第一路di1接入启动按钮sb1、第二路di2接入停车按钮sb2，一旦操作柱远程控制显示单元检测到di1或di2动作，操作柱远程控制显示单元通过can总线向电动机保护器远程发送启停命令；

两路继电器输出口do1、do2，分别连接到运行指示灯和故障指示灯，用于控制运行指示灯和故障指示灯显示；

还包括一路can通讯，远程控制显示单元通过can通讯查询电机状态，如果是电机运行或者启动，继电器输出口do1闭合，运行指示灯亮；如果电动机出现故障电流等故障后，继电器输出口do2闭合，故障指示灯亮do2；

集成iled显示单元显示电动机电参量信息，远程控制显示单元直接通过can通讯线，读取电动机电参量，然后显示出来。

进一步的，步骤1还包括：

操作柱远程显示单元，两路开入量使用ac220v电源串联开关按钮，转换开关包括四个节点，转换开关转到自动模式，③④节点接通，开关量串联的开关启停按钮直接断开，按钮不起作用，转换开关转到手动模式时，①②节点接通，串联回路接通；

两路继电器输出口，与指示灯串联接入ac220v回路，远程控制显示单元控制继电器开合，控制指示灯灭或亮。

进一步的，步骤2设置can总线的通讯参数包括：

多台操作柱远程控制显示单元和多台电动机保护器接入can通讯总线，设置相同波特率，每台电动机保护器设置不同地址，电动机只接收与其id号一致的数据；

操作柱远程控制显示单元作为主机，并且与电动机保护器地址是一一对应，两者之间实现相互通讯。

进一步的，步骤3通过操作柱上的操作柱远程控制显示单元，控制电动机启停具体包括：

操作柱上的操作柱远程控制显示单元的两路开入量分别接自动复位按钮开关，具体的开入量di1连接启动按钮、di2连接停车按钮，当启动和停车按钮闭合后，远程控制显示单元检测到di1、di2是否开合，如果是启动按钮闭合，远程控制显示单元发送电机启动通讯命令，电动机保护器控制接触器启动电机；如果是停车按钮闭合，远程控制显示单元发送电机停止通讯命令，电动机保护器控制接触器停止电机。

进一步的，步骤4：操作柱远程控制显示单元监控电动机运行状态，具体包括：

操作柱远程控制显示单元通过通讯持续查询电动机运行状态，电动机保护器传输四个运行状态：启动、运行、故障停机、就绪；

显示单元通过通讯如果读到数据是电动机保护器处于启动或者运行状态，显示单元继电器输出口do1控制运行灯亮，代表电机处于运行状态；显示单元通讯如果读取数据是电动机故障停机，显示单元继电器输出口do2控制故障灯显示，代表电机有故障。

进一步的，步骤4还包括：

故障灯显示，代表电动机保护器由过流故障，需要用户去现场查看电动机保护器数据，分析故障原因，排查故障，排除故障后，在电动机保护器本体复归，复归后远程控制显示单元自动检测电动机状态，自动消除故障指示灯；电动机本体复归后，远程操作显示单元可以再次启动电机，否则远程操作显示单元无法再次启动电机，同时操作柱远程控制显示单元也读取电动机电流、电压、功率数据，用户根据自己需要自动切换使用iled，电动机电参量信息。

有益效果：

使用本发明后，现场仅需一根双绞线通讯线(2根)，如果多个操作柱之间距离较短，可以多个操作柱共用一根通讯线，大大降低现场布线。比如现场需要5台操作柱，理论至少拉25跟线，而采用新发明方案，仅仅拉2跟线即可解决启停控制和电流状态大小的显示。

附图说明

图1:操作柱远程控制显示单元系统图；

图2：操作柱远程控制显示单元和电动机保护器二次接线图；

图3：多个操作柱远程控制显示单元和多个电动机保护器通过一根通讯线接线拓扑图；

图4：操作柱远程控制显示单元安装结构图。

具体实施方式

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为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，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

参见图1，为操作柱远程控制显示单元系统图，系统装设低压开关柜电动机保护器，与操作柱远程控制显示单元之间通过can通讯线连接，实现远程操作控制和显示。

参见图2，为操作柱远程控制显示单元和电动机保护器二次接线图；装设低压开关柜中电动机保护器二次接线图，操作柱远程控制显示单元转到操作柱上二次接线图。

图3为多个操作柱远程控制显示单元和多个电动机保护器通过一根通讯线接线拓扑图；一个开关柜装设最多12台电动机保护器，现场有多台操作柱显示单元，为了用户现场布线方便，可以把远程操作柱显示单元和电动机保护器通过一根双绞线连接在一起，底层协议使用can2.0b标准。

根据本发明的一个实施例，本发明一种通过can总线实现远程操作电机启停和状态显示的方法，包括如下步骤：

步骤1：通过一条can总线连接多个操作柱远程控制显示单元、多个开关柜中的电动机保护器；参见图4，为操作柱远程控制显示单元安装结构图；操作柱控制显示单元装设到操作柱上，包括有2个自复式启停按钮、一个手动/自动转换开关，一个电机运行指示灯，一个电机故障指示灯。具体的，操作柱上ilde数码仪表作为操作柱远程控制显示单元，参见图2，两路开入量(di1，di2)一端连接到操作柱远程控制显示单元，用于检测启动按钮sb1和停车按钮sb2。

两路开入量di1，di2另一端分别连接两个自复位按钮开关按钮sb1、sb2，第一路接入为启动按钮sb1、第二路接入停车按钮sb2，一旦操作柱远程控制显示单元检测到di1或di2动作，操作柱远程控制显示单元通过can总线向电动机保护器远程发送启停命令。

两路继电器输出口do1、do2，分别连接到运行指示灯和故障指示灯，用于控制运行指示灯和故障指示灯显示；

还包括一路can通讯，远程控制显示单元具备三防(防霉、防潮、防盐雾)功能。远程控制显示单元通过can通讯查询电机状态，如果是电机运行或者启动，运行灯亮(do1合)；如果电动机出现故障电流等故障后，故障灯亮(do2合)。

集成iled显示单元显示电动机电参量信息，远程控制显示单元直接通过can通讯线，读取电动机电参量，然后显示出来。

图2所示操作柱远程显示单元，两路开入量使用ac220v电源串联开关按钮，转换开关包括四个节点，转换开关转到自动模式，③④节点接通，开关量串联的开关启停按钮直接断开，按钮不起作用，转换开关转到手动模式时，①②节点接通，串联回路接通。

两路继电器输出口，与指示灯串联接入ac220v回路，远程控制显示单元控制继电器开合，控制指示灯灭或亮。

步骤2：设置can总线的通讯参数；

操作柱远程控制显示单元(多台)和电动机保护器(多台)接入can通讯总线，设置相同波特率，建议100kbps，每台电动机保护器设置不同地址，电动机只接收与id号一致的数据。

操作柱远程控制显示单元作为主机，并且与电动机保护器地址是一一对应，两者之间实现相互通讯。由于can总线特性是“端对端”，通讯冲突有硬件仲裁机制，保证虽然是一条通讯总线，但是互相配对操作柱远程控制显示单元和电动机保护器互不干扰。

步骤3：通过操作柱上的操作柱远程控制显示单元，控制电动机启停；

操作柱上的操作柱远程控制显示单元的两路开入量接自动复位按钮开关di1连接启动按钮、di2连接停车按钮，当启动和停车按钮投入后，远程控制显示单元检测到di是否开合，如果是启动按钮合(di1投入)，远程控制显示单元发送电机启动通讯命令，电动机保护器控制接触器启动电机；如果是停车按钮合(di2投入)，远程控制显示单元发送电机停止通讯命令，电动机保护器控制接触器停止电机。

通过操作柱远程控制显示单元两路di投入与否，实现电机启动和停车控制。

步骤4：操作柱远程控制显示单元监控电动机运行状态。

操作柱远程控制显示单元通过通讯一直查询电动机运行状态，电动机保护器传输四个运行状态：启动、运行、故障停机、就绪。

显示单元通讯读到数据是电动机保护器处于启动或者运行状态，显示单元继电器(do1)出口控制运行灯亮，代表电机处于运行状态；显示单元通讯读取数据是电动机故障停机，显示单元继电器(do2)出口控制故障灯显示，代表电机有故障。

故障灯显示，代表电动机保护器由过流等故障，需要用户去现场查看电动机保护器数据，分析故障原因，排查故障，排除故障后，在电动机保护器本体复归，复归后远程控制显示单元自动检测电动机状态，自动消除故障指示灯。电动机本体复归后，远程操作显示单元可以再次启动电机，否则远程操作显示单元无法再次启动电机，

同时操作柱远程控制显示单元也读取电动机电流、电压、功率等数据，用户可以根据自己需要自动切换使用iled，电动机电参量信息。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。