[实用新型]用于中压变频驱动器的双环专用驱动器控制系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于中压变频驱动器的一种控制系统，并且尤其涉及利用一个光纤通信环将多个变频驱动器连接在一起的一种控制系统。

背景技术

在要求多个中压变频驱动器(“MV驱动器”)的应用中，通常有被指定为主要控制驱动器的一个单一驱动器。其余的这些驱动器然后被指定为跟随器。在这些应用中，该主要控制驱动器通常负责总速度的控制(即速度调节器)，而这些跟随器负责协助将扭矩提供给系统中的电动机(即扭矩调节器)。在这种安排中，数据通过一个工业网络(例如器件网(DeviceNet)、控制网(ControlNet)或者工业以太网(Industrial Ethernet))从驱动器传递到驱动器。还可以与其他控制器和多个驱动器组合共享这种网络。

这些现有系统遇到的主要缺点是产生网络等待时间，即在这些系统控制器和多个中压变频(MV)驱动器中由网络传播延迟和处理时间所引起的延迟。在多种关键的应用中，例如输送器，这种通信等待时间能够产生所不希望的侧向振动或扭转振动。若这些振动以某些自然频率出现，则这些振动能够被放大。现有系统的另一个缺点是每个中压变频(MV)驱动器彼此异步运行，这样，调节器就在输送器系统中增加了振动。

可以增加一个次级驱动器到驱动器的通信连接以帮助减少一个单一工业网络的等待时间。然而，这些次级连接典型地通过铜线，因此也受到与该工业网络相同的一些局限，例如缺少故障容限、过长的等待时间、距离上的局限性以及可用带宽的局限性。

若由于通信媒介故障或者控制驱动器自身故障的原因而中断与这些控制电动机驱动器的通信，则该系统控制器或者可编程逻辑控制器(PLC)必须指派另一个驱动器作为该系统控制器或者宣布该系统故障，以停止所有这些驱动器。因此，该电动机驱动器系统即便是带有一个次级驱动器到驱动器通信连接也易受到以下的影响：(1)该可编程逻辑控制器(PLC)的故障，(2)该主要工业控制网络的故障，(3)该驱动器到驱动器通信连接的故障，以及(4)该被指定为该控制驱动器的故障。

发明内容

本发明提供了实质上更抗故障的一种电动机驱动器系统。总体上讲，该电动机驱动器系统提供了带有这些驱动器的一个冗余通信拓扑结构，从而大大减少了由驱动器到驱动器通信接连中的差错所引起的故障的可能性。进一步讲，本发明将这些驱动器中的一个指定为一个“连接保持器”，该连接保持器可重新配置该驱动器到驱动器通信连接，而无需该可编程逻辑控制器(PLC)的介入。即使在没有与该可编程逻辑控制器(PLC)通信或者该可编程逻辑控制器(PLC)(以上1和2)出现故障的情况下，这也提供了该驱动器系统的完整性，并且在实质上减少了该驱动器到驱动器通信连接(以上3)的故障。该系统易于适合于允许带有低等待时间的极高速度通信的光纤。

确切地讲，本发明提供了包括由通信媒介联接的多个电动机驱动器的一个电动机驱动器控制系统。每个电动机驱动器具有一个用于控制电动机的速度的一个电动机控制电路以及一个媒介接入控制单元(MACU)。该MACU具有一个第一通信模块以及一个第二通信模块，每个通信模块具有联接到该通信媒介的一个发送器和一个接收器。MACU中的一组选路开关联接这些通信模块，以便将这些电动机驱动器连接到一个独立的初级环中以及一个次级环中，这些环传送用于控制这些电动机驱动器的数据。

因此，本发明的一个目的是提供用于多个中压变频(MV)驱动器的一种通信系统，该通信系统提供了更大的抗网络故障性。

此外，该通信媒介可以由光纤缆构成。

因此，本发明的另一个目的是提供一个能易于适配于光纤的通信系统。由于这些发送器和接收器可以由多个选路开关直接联接，所以经历很少的通信等待时间。

本发明的双通信环能够可替代地由铜线以一种减少的带宽和距离构成。

因此，本发明的一个目的是在本发明的这些通信模块之间提供一个低成本替代通信装置。

除了一个电动机驱动器之外的全部电动机驱动器的第二通信模块被连接到一个邻近的电动机驱动器的第一通信模块，以形成该初级环。

因此，本发明的另一个目的是提供一种建立一个冗余通信拓扑结构的简单方法，该冗余通信拓扑结构容纳一个菊花链式连接系统以及该链中的任何点处的中断。