一种基于国产化芯片的油井在线智能监控终端及其高可靠监控方法 |
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申请号 | CN202311554911.4 | 申请日 | 2023-11-20 | 公开(公告)号 | CN117908422A | 公开(公告)日 | 2024-04-19 |
申请人 | 南京富岛油气智控科技有限公司; | 发明人 | 叶彦斐; 徐涛; 胡龙癸; 陈子鳌; 陈乐; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种基于国产化芯片的油井在线智能监控终端,其特征在于包括主控模 块 、 协处理器 模块、电源模块、 数据采集 模块、运维模块、变频控 制模 块、网络通信模块、状态检测模块和数据存储模块。本发明引入的高可靠监控方法,通过协处理器模块通过UART 接口 与主控模块通信,监测主控模块工作状态,当出现收到数据含“无效数据”而变频控制仍能正常进行时,通过动态 修改 通信命令发送周期来改善监控效果;一旦监测到主控模块异常后,会对主控模块发起上电复位操作;在主控模块失效的紧急情况下还可直接对 变频器 进行启、停及无扰速度切换控制;主控模块正常后,恢复原变频控制模式。从而大大提升了系统可靠性。 | ||||||
权利要求 | 1.一种基于国产化芯片的油井在线智能监控终端,其特征在于包括主控模块、协处理器模块、电源模块、数据采集模块、运维模块、变频控制模块、网络通信模块、状态检测模块和数据存储模块,其中: |
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说明书全文 | 一种基于国产化芯片的油井在线智能监控终端及其高可靠监控方法 技术领域[0001] 本发明涉及油田智能控制领域,具体来说是一种面向智慧油田的基于国产化芯片的高可靠油井在线智能监控终端。 背景技术[0002] 油田油井系统的连续、稳定和安全运行对于降低油田开采成本、提高抽油机效率和油井产量具有重要的意义。然而目前大部分油田分布于偏僻的边远地区,地域广阔且自然环境条件恶劣,导致油井工况的监测和控制成为制约推进智慧油田的难点。 [0003] 近年来,物联网技术的飞速发展推动了石油行业的智能化,为上述问题的解决提供了技术支撑,目前业内石油公司普遍已将物联网技术应用于油田勘探开发的各个过程中以实现油井数据的高效采集、传输、处理、分析和汇总。 [0004] 但目前油田的物联网系统大多还停留在油井数据采集和远程数据传输的阶段,在后续数据的综合分析和油井设备的调节控制上普遍还需依赖人工经验,这使得系统整体在实时性、精确度和人工成本上依然存在不足之处。因此,对于油井工况的监测与控制,亟需一种能集监测、诊断和控制于一体的物联网系统,在周期性采集油井工况数据的同时能够实时智能诊断油井的工作状态并根据诊断结果对抽油机设备进行针对性的智能控制,以提高油田生产效率,降低生产成本和提升油井产量。而随着当前全球供应链的不稳定,基于国产化的油井在线智能监控终端研制极有必要,而且当前无论基于进口芯片或国产化芯片的油井在线智能监控终端存在恶劣环境或长时间运行可靠性降低问题。 发明内容[0005] 针对上述问题,本发明公开一种基于国产化芯片的油井在线智能监控终端及其高可靠监控方法,在原国产化芯片的油井在线智能监控终端基础上接入协处理器模块提升系统可靠性。支持对油井工况数据的实时采集、智能监测、远程传输和本地存储,并能根据智能监测结果发送实时预警和后续控制指令,调节抽油机抽汲参数,稳定油田生产,满足了企业工程的应用需求,对提高油田生产效率,降低生产成本具有良好的应用价值。 [0006] 本发明是通过以下技术方案实现的: [0007] 本发明首先公开了一种基于国产化芯片的油井在线智能监控终端,包括主控模块、协处理器模块、电源模块、数据采集模块、运维模块、变频控制模块、网络通信模块、状态检测模块和数据存储模块,其中: [0008] 主控模块连接协处理模块、变频控制模块、数据存储模块、状态监测模块、数据采集模块、网络通信模块、运维模块和电源模块,所述主控模块用于油井工况数据的接收、处理分析、智能诊断、子模块使能和控制指令的下发; [0010] 所述电源模块用于主控模块和各子模块的供电; [0012] 所述运维模块用于主控模块的人工远程运维; [0013] 所述变频控制模块用于根据主控模块的控制指令调节现场的变频器设备; [0015] 所述状态检测模块用于接入油井现场各传感器和变频器的工作状态; [0016] 所述数据存储模块用于实时存储油井的工况数据和时报警信息。 [0017] 具体的,所述主控模块采用国产化临滴LCB3568嵌入式智能模组及部署在其上的深度学习算法实时诊断油井的工作状态;所述协处理器模块采用国产化采兆易创新32位通用处理器GD32E230F8P6TR用于提升系统可靠性。 [0018] 具体的,所述电源模块包括:电源防护电路、3个直流变换器DC‑DC1、DC‑DC2及DC‑DC3、电源管理电路、隔离电源电路和低压差线性稳压器LDO: [0019] (1)通过电源防护电路防止电源反接,同时通过自恢复保险丝和压敏电阻进行过流、过压保护; [0021] (3)通过电源管理电路实现主控模块对各子模块供电电路的使能; [0022] (4)通过基于中国台湾立锜科技的RT9018A芯片的低压差线性稳压器LDO输出各子模块所需工作电源。 [0024] (1)状态检查模块的基于国产芯片纳芯微NSi8100N和荣欣Π121M31芯片进行通道隔离; [0025] (2)通过GPIO扩展模块扩充主控模块的GPIO口的数量; [0026] (3)通过开关量输入模块采集油井现场传感器和变频器的工作状态。 [0027] 具体的,所述数据采集模块采用物联网无线通信和串口通信对现场传感器、变频器和示功仪数据进行采集并采用异步收发接口UART将采集到的数据发送至主控模块。 [0028] 具体的: [0029] 所述运维模块采用WIFI/蓝牙与远程终端设备通信,并通过安全数字输入输出接口SDIO/异步收发接口UART与主控模块通信,从而实现主控模块的远程运维; [0030] 所述变频控制模块通过基于国产化的金升阳公司的TDA51S485芯片构造的RS485接口与变频器连接,并通过异步收发接口UART与主控模块连接,从而实现变频器的智能控制; [0031] 所述网络通信模块通过基于国产化化的移远4G模块进行通信将油井现场数据上传至云平台,其与主控模块通过USB2.0接口进行数据交互; [0032] 所述数据存储模块采用SATA接口的固态硬盘。 [0033] 本发明还公开了一种基于国产化芯片的油井在线智能监控终端的可靠监控方法,协处理器模块通过UART接口与主控模块通信并执行相关使能动作;其中主控模块流程步骤、协处理器流程步骤及执行重启使能步骤如下: [0034] 1)主控模块流程步骤为: [0035] S1‑1:以T为周期向变频器发送控制命令、读数据命令; [0036] S1‑2:向协处理器发送变频器状态和电机速度数据; [0037] S1‑3:向协处理器发送“正常”字,定义“A55AH”为“正常”字; [0038] S1‑4:接收协处理器命令并进行判断:若为“重启”命令,则转向下一步S1‑5;若为“改周期”命令,则转向步骤S1‑6;否则,直接结束; [0039] S1‑5:接收协处理器无扰切换数据,主要指系统异常前电机的速度数据,主控模块将无扰切换数据中的电机速度作为速度设定值,向变频器传送启动命令及速度设定值,然后转结束; [0041] 2)协处理器流程步骤为: [0042] S2‑1:初始化收到“正常”字次数i=0; [0043] S2‑2:接收主控模块数据,若未收到“正常”字“A55AH”,则向重启电路执行重启使能动作,然后转下一步S2‑3; [0044] 若收到“正常”字“A55AH”,则分析变频状态和电机速度数据,检查是否有无效数据,包括上下限检查(本身是否超限)、异常数据检查(数据变化超限)及异常字符检查(“?”或其他非法字符),若含有“无效数据”,则向主控模块发发送“改周期”命令;转向步骤S2‑4; [0045] S2‑3:向主控模块发送“重启”命令字,定义“0000H”为“重启”命令字;发送无扰[0046] 切换数据给主控制模块,同时协处理器直接对变频器进行变频控制; [0047] S2‑4:统计收到“正常”字次数i,若小于3则转向步骤S2‑2;否则,保存无扰切换数据,向主控模块发“正常”命令; [0049] 3)执行重启使能步骤为: [0050] S3‑1:将控制信号PWR5V_CTR的由低变高,关断主控模块5V供电; [0051] S3‑2:将控制信号PWR3V3_CTR由高变低,关断主控模块VCC3V3_SYS的3.3V供电; [0052] S3‑3:将PWR3V3_CTR和PWR5V_CTR信号翻转,完成主控模块的重启上电。 [0053] 优选的,步骤S2‑2中所述重启电路的具体步骤为:接收协处理器控制信号PWR5V_CTR的由低变高,MOS管Q33(选用2N7002)导通,主控模块U1的使能信号5V SYS_EN为低电平,关断主控模块5V供电;然后协处理器将控制信号PWR3V3_CTR由高变低,MOS管Q3,Q4关断,进而关断主控模块VCC3V3_SYS的3.3V供电;之后将PWR3V3_CTR和PWR5V_CTR信号翻转,完成主控模块的重启上电。 [0054] 优选的,S2‑3中所述变频控制包括: [0055] A.通过协处理器的QH管脚输出低电平,使得QH_BP信号线输出24V,控制变频器工[0056] 作于电流控制模式; [0057] B.输出电流信号以无扰切换数据中的电机速度数据实现对电机速度的无扰切换控制; [0058] C.通过24V的开、关信号ON_BP、OFF_BP控制变频器实现对电机的启、停控制。 [0059] 具体的,B中协处理器首先将无扰切换数据中的电机速度数据先换算为占空比x=20+80*n/N,其中N为电机最高频率时运行速度,n为无扰切换数据中电机速度,然后将x作为设定占空比使得协处理器的引脚PWM输出周期为0.1秒的PWM波,通过占空比控制电流生成电路的输出信号线RTI_BP,输出4‑20毫安电流对变频器实施速度调节。 [0060] 有益效果 [0061] 本发明公开了一种基于国产化芯片的油井在线智能监控终端及其高可靠监控方法,终端主要关键芯片均采用国产化芯片。 [0062] 充分利用物联网通信技术和人工智能技术,实现了油井工况数据的实时采集、智能监测、远程传输和本地存储,同时也实现了抽油机井故障的准确预警和抽汲参数的智能调节,具有良好的实时性,提升了油田生产效率,可有效降低人工成本,使油田生产管理工作更加高效化、实时化和智能化。 [0063] 本发明引入的高可靠监控方法,通过协处理器模块通过UART接口与主控模块通信,监测主控模块工作状态,当出现收到数据含“无效数据”而变频控制仍能正常进行时,通过动态修改通信命令发送周期来改善监控效果;一旦监测到主控模块异常后,会对主控模块发起上电复位操作;在主控模块失效的紧急情况下还可直接对变频器进行启、停及无扰速度切换控制;主控模块正常后,恢复原变频控制模式。从而大大提升了系统可靠性。 [0066] 图2为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端主控模块引脚图; [0067] 图3为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端协处理器模块电路图; [0068] 图4为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端电源模块整体供电框图; [0069] 图5为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端电源防护电路图; [0070] 图6为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端直流变换器DC‑DC1电路图; [0071] 图7为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端直流变换器DC‑DC2电路图; [0072] 图8为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端直流变换器DC‑DC3电路图; [0073] 图9为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端电源管理电路; [0074] 图10为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端隔离电源电路; [0075] 图11为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端低压差线性稳压器LDO电路图; [0076] 图12为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端数据采集模块电源控制电路图; [0077] 图13为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端数据采集模块电路原理图; [0078] 图14为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端运维模块电路原理图; [0079] 图15为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端运维模块外部时钟电路原理图; [0080] 图16为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端4G模块PCIE接口引脚定义图; [0081] 图17为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端4G模块USIM接口引脚定义图; [0082] 图18为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端变频控制模块电路原理图; [0083] 图19为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端状态检测模块GPIO扩展电路图; [0084] 图20为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端状态检测模块数字隔离电路图; [0085] 图21为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端数据存储模块原理电路图; [0086] 图22为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端高可靠监控方法主控模块流程图; [0087] 图23为本发明的基于国产化芯片的油井在线智能监控终端高可靠监控方法协处理器流程图; [0088] 具体实施过程 [0089] 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作进一步说明: [0090] 本发明一种基于国产化芯片的油井在线智能监控终端及其高可靠监控方法,其原理示意图如图1所示,包含主控模块、协处理器模块、电源模块、数据采集模块、运维模块、变频控制模块、网络通信模块、状态检测模块和数据存储模块,各个模块的具体实现如下: [0091] 1.主控模块 [0092] 本实施例中,主控模块采用临滴科技基于瑞芯微RK3568J处理器设计的核心板,并在其中部署了基于示功图的故障诊断算法(如富岛油气公司专利CN114898126A)和油井供液能力识别算法(如富岛油气公司专利CN114581697A)。核心板采用4颗0.5mm pitch的80Pin板对板连接器与外围模块连接,连接器接口的引脚定义如图2所示。该模块采用被动扇热,需将模块通过导热硅脂与外壳相连,提高模块的散热性能。 [0093] 2.协处理器模块 [0094] 如图3所示,协处理器采用国产兆易创新32位通用处理器GD32E230F8P6TR。协处理器模块通过UART接口与主控模块通信,当出现收到数据含“无效数据”而变频控制仍能正常进行时,通过动态修改通信命令发送周期来改善监控效果;一旦监测到主控模块异常后,会对主控模块发起上电复位操作;在主控模块失效的紧急情况下还可直接对变频器进行启、停及无扰速度切换控制;主控模块正常后,恢复原变频控制模式。 [0095] 协处理器模块的QH引脚经过对应电路输出变频器控制模式切换信号QH_BP;协处理器模块的DO_ON_M引脚经过对应电路输出变频器的电机启动信号ON_BP;协处理器模块的DO_OFF_M引脚经过对应电路输出变频器的电机停止信号OFF_BP;协处理器的PWM引脚经基于上海客益的GP8301的PWM转模拟转换电路输出控制变频器的4‑20mA远程电流信号RTI_BP。 [0096] 3.电源模块 [0097] 电源模块的整体供电框图如图4所示,其中,电源防护电路如图5所示,外部电源经过前级F1,F2自恢复保险丝和RV1压敏电阻组成的过流和过压防护电路后,流入FB1,FB2,FB3和C1,C2组成的Π型EMI滤波电路。TVS1为ESD防护管,Q1,R2,R3,ZD1组成电源防反接保护电路。 [0098] DC‑DC1模块如图6所示,采用立锜科技的高输出电流PWM转换器RT8279,宽电压输入5.5‑36V,开关频率500Khz,可以高效率的提供最大5A的电流输出。通过R24,R25的比值得到3.3V供电SYS_3v3。 [0099] DC‑DC2模块如图7所示,采用立锜科技的高输出电流PWM转换器RT8279,宽电压输入5.5‑36V,开关频率500Khz,可以高效率的提供最大5A的电流输出。通过R13,R16的比值得到5V供电VCC5V_SYS。 [0100] DC‑DC3模块如图8所示,采用立锜科技的高输出电流PWM转换器RT8279,宽电压输入5.5‑36V,开关频率500Khz,可以高效率的提供最大5A的电流输出。通过调整R18,R22的比值得到4V供电VCC4V。 [0101] 电源管理电路如图9所示。开机时,U5使能默认为高电平,先输出3.3V,Q3,Q4默认导通,使得VCC3V3_SYS的3.3V电压给主控模块供电。U1的使能信号5V SYS_EN通过下拉电阻R72初识为低电平,之后主控模块通过EXT_EN信号将U1使能拉高,完成3.3V和5V的上电时序控制。此时协处理器的控制信号PWR5V_CTR,PWR3V3_CTR分别为低电平和高电平。当协处理器需要对主控模块重新上电时,则是先将控制信号PWR5V_CTR的由低变高,Q33导通,U1的使能信号5V SYS_EN为低电平,关断5V供电;然后将控制信号PWR3V3_CTR由高变低,Q3,Q4关断,关断VCC3V3_SYS的3.3V供电。之后将PWR3V3_CTR和PWR5V_CTR信号翻转,完成主控模块的上电。 [0102] 隔离电源电路如图10所示,采用F0505S‑1WR3隔离模块。 [0103] 低压差线性稳压器LDO电路图如图11所示。本实施例中,优选中国台湾立锜科技的RT9018A芯片替代美国德州仪器TI的LM117作为LDO核心芯片; [0104] 4.数据采集模块 [0105] 数据采集模块的供电由LDO输出的VDD_3V3经如图12的数据采集模块电源控制电路的输出LZ_3V3提供,同时,考虑到油井现场的数据传输距离、在线智能监控终端的功耗和系统整体的可扩展性,数据采集模块采用LoRa/ZigBee单元二选一,实施例中选用LoRa单元。 [0106] 此处LoRa单元选用四信科技的无线通信模块F8L10C‑00LU,模块电路原理图如图13所示: [0107] (1)无线通信模块F8L10C‑00LU与主控模块之间采用串口通信; [0108] (2)模块供电如图11所示,基于LDO输出的VDD_3V3,通过主控模块的GPIO中的GPIO1_A1_u1引脚控制LORA模块的上电,并通过F8L10C‑00LU的Vcc引脚供电。 [0109] 5.运维模块 [0110] 本实施例中,运维模块选用正基科技的无线通信模块AP6256,其VBAT供电端接LDO的VDD_3V3引脚,VDDIO供电端接控制模块提供的VCC_1V8引脚提供的1.8V。该模块具有WiFi和蓝牙双功能,模块电路原理图如图14所示: [0111] (1)WiFi和蓝牙功能的使能通过WL_REG_ON和BT_REG_ON引脚控制,两者皆为高电平有效,此处仅使能WiFi功能,即上拉WL_REG_ON引脚,BT_REG_ON引脚接地; [0112] (2)XTAL_IN和XTAL_OUT为模块的晶振输入输出引脚,连接37.4MHz的外部晶振,为AP6256提供基础时钟信号; [0113] (3)AP6256模块与主控模块之间采用SDIO接口进行通讯。主控模块为DEVICE端,运维模块为HOST端,信号传输模式为4‑bit,CLK为HOST给DEVICE的时钟信号传输引脚,CMD为请求和响应命令信号传输引脚,DAT0‑DAT3通信数据传输引脚; [0114] (4)主控模块采用高精度I2C时钟模块RX8025T通过LPO引脚额外为AP6256模块提供频率为32.768KHz的低功耗外部时钟信号。RX8025T模块的电路原理图如图15所示:其与主控模块之间通过I2C双向串行总线传输地址与数据,用于主控模块读取和修改时钟数据,SDA引脚为串行数据输入/输出引脚,SCL引脚为串行时钟输入,两者皆须外接上拉电阻。RX8025T外接锂锰扣式电池CR1220作为备用电源,标称电压3.0V。 [0115] 6.网络通信模块 [0116] 本实施例中,网络通信模块选用移远科技的4G通信模块EC200A‑CN,模块连接器采用MINIPCI‑E接口,连接器引脚定义及连接图如图16所示: [0117] (1)EC200A‑CN与主控模块之间采用USB接口进行通信,4G模块作为DEVICE设备,通过USB_DM和USB_DP引脚与主控模块进行数据收发; [0119] (3)EC200A‑CN采用USIM接口进行无线数据通信,其与USIM卡座间的接口电路图如图17所示:USIM卡的接口电源由模块内部的电压稳压器提供,正常为1.8V,USIM卡的外围电路器件靠近USIM卡座放置。USIM_DATA为双向数据通讯引脚,默认上拉到USIM_VCC,用于与USIM卡进行数据交互。USIM_PRESENCE为USIM卡检测引脚,未插卡时,金属接地外壳与USIM_PRESENCE未接触,USIM_PRESENCE上拉至高电平;插卡时,USIM_PRESENCE接触金属接地外壳,短路接地,此时则输出低电平。USIM_CLK和USIM_RST引脚分别用于为SIM提供时钟信号和复位信号; [0120] (4)EC200A‑CN采用独立的DC‑DC3进行供电,DC‑DC3的VCC_4V的4.0V电压通过4G_VCC引脚为EC200A‑CN供电。 [0121] 7.变频控制模块 [0122] 本实施例中,主控模块对外提供了四路串口,分别为UART2、UART4、UART7和UART9,本发明中选择UART7作为变频控制串口,采用RS485接口与变频器通讯,即为变频控制模块,用于主控模块对变频器的频率控制,该模块的供电由LDO的VDD_3V3提供,模块电路原理图如图18所示。 [0123] 本实施例中,优选金升阳公司的TDA51S485芯片替代美国MAXIM公司的MAX13487芯片作为RS485收发器,实现UART接口与RS485之间的转换,该芯片为半双工隔离收发器,内部集成电源隔离,无需外加隔离供电。 [0124] 8.状态检测模块 [0125] 本实施例中,接口隔离芯片优选NSi8100N和Π121M31。根据业务需求,状态检测模块需要有8路GPIO输入检测继电器的状态,以用于检测变频器和传感器的工作状态,主控模块提供的空余未使用的GPIO数量满足不了业务的需求,因此选择GPIO扩展芯片对IO口进行扩展。IO扩展电路如图19所示。 [0126] (1)选用IO扩展芯片TCA9539实现GPIO扩展,芯片由隔离电源电路供电,其供电端VCC与隔离电源电路输出VDD_5V_ISO引脚相连。TCA9539的A0和A1引脚用于和改变固定的I2C地址,此处两个引脚默认下拉。RST*引脚为复位引脚,低电平有效,默认上拉。复位逻辑如下:当主控模块的RSTn和CPU_RST_GPIO#任意一引脚输出低电平,则D8/D9导通,RST*下拉至低电平,触发TCA9539模块复位。INT*为中断输出引脚,默认上拉,SCL和SDA为时钟输入和数据传输引脚; [0127] (2)为防止外部接口对主控模块系统的干扰,采用NSi8100N和Π121M31数字隔离2 器对IC接口信号进行隔离,具体电路图如图20所示; [0128] 9.数据存储模块 [0129] 本实施例中,核心模块提供了具有两路SATA信号,此处数据存储模块选择Innodisk的SATA接口固态硬盘。如图21为数据存储模块原理电路图,其3.3V供电电压由LDO的VDD_3V3引脚提供。 [0130] 10.高可靠监控方法 [0131] 本实施例中,核心模块的程序流程如图22所示。 [0132] S1‑1:以T为周期向变频器发送控制命令、读数据命令; [0133] S1‑2:向协处理器发送变频器状态和电机速度数据; [0134] S1‑3:向协处理器发送“正常”字,定义“A55AH”为“正常”字; [0135] S1‑4:接收协处理器命令并进行判断:若为“重启”命令,则转向下一步S1‑5;若为“改周期”命令,则转向步骤S1‑6;否则,直接结束。 [0136] S1‑5:接收协处理器无扰切换数据,主要指系统异常前电机的速度数据,主控模块将无扰切换数据中的电机速度作为速度设定值,向变频器传送启动命令及速度设定值,然后转结束。 [0137] S1‑6:修改变频器控制命令、读数据命令控制周期为原周期的一半,按新周期执行3分钟后,恢复原周期执行,然后转结束。 [0138] 协处理器的程序流程如图23所示。 [0139] S2‑1:初始化收到“正常”字次数i=0; [0140] S2‑2:接收主控模块数据,若未收到“正常”字“A55AH”,则向重启电路执行重启使能动作。然后转下一步S2‑3。 [0141] 若收到“正常”字“A55AH”,则分析变频状态和电机速度数据,检查是否有“无效数据”,包括上下限检查(本身是否超限)、异常数据检查(数据变化超限)及异常字符检查(“?”或其他非法字符),若含有“无效数据”,则向主控模块发发送“改周期”命令;转向步骤S2‑4[0142] S2‑3:向主控模块发送“重启”命令字,定义“0000H”为“重启”命令字;发送无扰切换数据给主控制模块,同时协处理器直接对变频器进行变频控制。所述变频控制包括:A.通过协处理器的QH管脚输出低电平,使得QH_BP信号线输出24V,控制变频器工作于电流控制模式;B.输出电流信号以无扰切换数据中的电机速度数据实现对电机速度的无扰切换控制;C.通过24V的开、关信号ON_BP、OFF_BP控制变频器实现对电机的启、停控制。B中协处理器首先将无扰切换数据中的电机速度数据先换算为占空比x=20+80*n/N,其中N为电机最高频率时运行速度,n为无扰切换数据中电机速度,然后将x作为设定占空比使得协处理器的引脚PWM输出周期为0.1秒的PWM波,通过占空比控制电流生成电路的输出信号线RTI_BP,输出4‑20毫安电流对变频器实施速度调节。 [0143] S2‑4:统计收到“正常”字次数i,若小于3则转向步骤S2‑2;否则,保存无扰切换数据,向主控模块发“正常”命令; [0144] S2‑5:恢复变频控制为总线方式:协处理器的QH管脚输出高电平,使得QH_BP信号线输出0V,控制变频器工作于总线控制模式。 |