一种变频设备温度故障预警装置

技术领域

本发明涉及工业自动控制技术领域，尤其涉及一种变频设备温度故障预警装置。

背景技术

装机装柜型变频器变频设备在长时间投入使用的过程中，容易存在以下问题：冷却风扇性能下降；空气进气口或出气口容易堵塞；温度传感器裂化损坏。这些问题都会导致装机装柜型变频设备产生温度故障的信号，在产生温度故障信号之后(温度故障信号是触发变频设备本身的温度故障预警机制产生的信号)，装机装柜型变频设备温度故障无法复位，而且由于体积质量较大无法整体更换，只有经过长时间查找故障，停机处理后才能消除温度故障信号，再重新投入生产。另外，装机装柜型变频设备的温度升高也会造成功率器件性能下降，严重还会造成炸机，对生产造成严重影响。然而，装机装柜型变频设备内部的温度故障报警阀值是固化值，在装机装柜型变频设备生产时就已经固化，只有通过装机装柜型变频设备生产厂商的设计人员才能对其修改，固化的温度故障报警阈值导致使用方在使用装机装柜型变频设备的过程中，会经常出现长时间停机检测处理故障的情况发生，进而大大降低了生产效率。

发明内容

本申请实施例通过提供一种变频设备温度故障预警装置，解决了现有技术中固化的温度故障报警阈值导致使用方在使用装机装柜型变频设备的过程中，会经常出现长时间停机检测故障并处理故障的情况发生，进而降低生产效率的技术问题，实现了规避变频设备本身的温度故障预警机制，并提高变频设备对于温度的灵敏性的技术效果。

本申请提供了一种变频设备温度故障预警装置，装置应用于变频设备上，装置包括温度测量传感器、风压开关、声光报警器以及可编程控制器，其中，

温度测量传感器设置在变频设备上，温度测量传感器与可编程控制器电连接；其中，温度测量传感器用于测量变频设备的温度以产生温度信号，并将温度信号发送至可编程控制器；可编程控制器用于判断温度信号是否超过第一预设温度阈值；

风压开关设置在变频设备的风道出风口处，风压开关与可编程控制器电连接；其中，风压开关用于检测风道出风口的风压以产生风压信号，并将风压信号发送至可编程控制器；可编程控制器用于判断风压信号是否低于预设风压阈值；

声光报警器与可编程控制器电连接；其中，可编程控制器用于当温度信号超过第一预设温度阈值时，产生第一报警信号，并将第一报警信号发送至声光报警器，使得声光报警器执行第一报警动作；可编程控制器还用于当风压信号低于预设风压阈值时，产生第二报警信号，并将第二报警信号发送至声光报警器，使得声光报警器执行第二报警动作。

进一步地，可编程控制器还用于在触发声光报警器执行第一报警动作之后，更新温度信号，以得到更新温度信号，判断更新温度信号是否低于第二预设温度阈值；当更新温度信号低于第二预设温度阈值时，产生第一解除信号，并将第一解除信号发送至声光报警器，使得声光报警器执行第一解除报警操作；其中，第一预设温度阈值大于第二预设温度阈值。

进一步地，装置还包括变频设备控制器，温度测量传感器、变频设备控制器以及可编程控制器依次电连接；其中，温度测量传感器用于测量变频设备的温度以产生模拟温度信号，并将模拟温度信号发送至变频设备控制器；变频设备控制器用于将模拟温度信号转换为数字温度信号，并将数字温度信号发送至可编程控制器；可编程控制器用于判断数字温度信号是否超过第一预设温度阈值。

进一步地，装置还包括变频设备逆变回路六路功率模块，变频设备逆变回路六路功率模块设置在变频设备的变频设备内驱动板的接口处；变频设备逆变回路六路功率模块与可编程控制器电连接；其中，变频设备逆变回路六路功率模块用于将管压降值信号发送至可编程控制器；可编程控制器用于判断管压降值信号是否超过预设电压阈值。

进一步地，可编程控制器还用于当管压降值超过预设电压阈值时，产生第三报警信号，并将第三报警信号发送至声光报警器，使得声光报警器执行第三报警动作。

进一步地，装置还包括电流互感器，电流互感器设置在变频设备的冷却风扇的动力输电线上；其中，电流互感器用于检测动力输电线的电流以产生电流信号，并将电流信号发送至可编程控制器；可编程控制器用于判断电流信号是否异常。

进一步地，可编程控制器还用于当电流信号异常时，产生第四报警信号，并将第四报警信号发送至声光报警器，使得声光报警器执行第四报警动作。

进一步地，装置还包括轴流风机和继电器，可编程控制器、继电器以及轴流风机依次电连接；其中，可编程控制器用于当温度信号超过第一预设温度阈值时，产生第一启动信号，并将第一启动信号发送至继电器，继电器根据第一启动信号控制轴流风机执行第一降温动作。

进一步地，温度测量传感器数量为多个，多个温度测量传感器分别与可编程控制器电连接。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本申请通过对变频设备设置额外的温度测量传感器，以全面监测变频设备的温度变化，当温度信号超过第一预设温度阈值，则发出报警信号，进而可以提高变频设备对于温度的灵敏性，规避变频设备本身的温度故障预警机制，即避免变频设备长期在高温下工作，直到变频设备的温度超过90℃才启动温度故障预警，进而可以避免因变频设备的温度升高导致的功率器件性能的下降，也可以避免造成炸机，避免对生产造成严重影响，以保证生产稳定运行。

2、本申请还通过设置风压开关、电流互感器以及采集变频设备逆变回路六路功率模块的信号的方式，判断导致变频设备的温度出现异常的原因，进而快速锁定故障部件，使得工作人员能够针对性得对故障进行排查，以缩短变频设备检修时间，在一定程度上减轻因变频设备导致的生产效率降低的程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种变频设备温度故障预警装置的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种变频设备温度故障预警装置，解决了现有技术中固化的温度故障报警阈值导致使用方在使用装机装柜型变频设备的过程中，会经常出现长时间停机检测故障并处理故障的情况发生，进而降低生产效率的技术问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种变频设备温度故障预警装置，装置应用于变频设备上，装置包括温度测量传感器、风压开关、声光报警器以及可编程控制器，其中，温度测量传感器设置在变频设备上，温度测量传感器与可编程控制器电连接；其中，温度测量传感器用于测量变频设备的温度以产生温度信号，并将温度信号发送至可编程控制器；可编程控制器用于判断温度信号是否超过第一预设温度阈值；风压开关设置在变频设备的风道出风口处，风压开关与可编程控制器电连接；其中，风压开关用于检测风道出风口的风压以产生风压信号，并将风压信号发送至可编程控制器；可编程控制器用于判断风压信号是否低于预设风压阈值；声光报警器与可编程控制器电连接；其中，可编程控制器用于当温度信号超过第一预设温度阈值时，产生第一报警信号，并将第一报警信号发送至声光报警器，使得声光报警器执行第一报警动作；可编程控制器还用于当风压信号低于预设风压阈值时，产生第二报警信号，并将第二报警信号发送至声光报警器，使得声光报警器执行第二报警动作。

本申请通过对变频设备设置额外的温度测量传感器，以全面监测变频设备的温度变化，当温度信号超过第一预设温度阈值，则发出报警信号，进而可以提高变频设备对于温度的灵敏性，规避变频设备本身的温度故障预警机制，即避免变频设备长期在高温下工作，直到变频设备的温度超过90℃才启动温度故障预警，进而可以避免因变频设备的温度升高导致的功率器件性能的下降，也可以避免造成炸机，避免对生产造成严重影响，以保证生产稳定运行。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请提供了如图1所示的一种变频设备温度故障预警装置，装置应用于变频设备上，装置包括温度测量传感器、风压开关、声光报警器以及可编程控制器，其中，

温度测量传感器设置在变频设备的功率器件散热器或者其他零部件上，温度测量传感器与可编程控制器电连接；其中，温度测量传感器用于测量变频设备的温度以产生温度信号，并将温度信号发送至可编程控制器；可编程控制器用于判断温度信号是否超过第一预设温度阈值。温度测量传感器数量为多个，多个温度测量传感器分别与可编程控制器电连接。多个温度测量传感器分别设置在变频设备的多个需要测量温度的位置。可编程控制器需要对多个温度测量传感器的多个温度信号进行判断，当某一个温度信号超过第一预设温度阈值时，意味着该温度信号对应的温度测量传感器所在的零部件存在温度异常的问题，进而可以快速锁定变频设备温度异常的零部件。

本申请涉及的变频设备可以是任意一种变频设备，例如装机装柜型变频设备。变频设备设置有温度故障报警机制，当变频设备的运行温度超过预设温度，则会启动温度故障报警机制。然而，变频设备的温度故障报警机制中的预设温度是固定的，即该预设温度在变频设备完成生产之后，便无法改变。一般情况下，变频设备的正常工作温度范围是0℃-70℃，一般运行在45℃-50℃，而变频设备温度故障报警机制中的预设温度为90℃，也就是说，，只有当运行温度到达90℃时才会启动温度故障报警机制，进而才能确定变频设备发生故障。一方面，该预设温度设定过高，变频设备在到达90℃之前一直运行在非正常状态，而工作人员无法发现，容易导致变频设备的零部件有不可逆装的损坏；另一方面，该预设温度无法改变，无法满足使用者对变频设备的监控要求。此外，当变频设备触发温度故障报警机制之后，无法通过复位使得变频设备达到正常工作状态，只有长时间停机检修之后才能重新工作，因此，严重影响了生产进度。

本申请则在变频设备上设置温度测量传感器，以检测变频设备各个零部件的温度，温度测量传感器根据各个零部件的温度生成温度信号。温度测量传感器与可编程控制器电连接，温度测量传感器将温度信号传输至可编程控制器。

可编程控制器将温度信号与第一预设温度阈值进行比较，进而可以根据温度信号和第一预设温度阈值之间的关系，确定变频设备的温度是否正常。

进一步地，装置还包括变频设备控制器，温度测量传感器、变频设备控制器以及可编程控制器依次电连接；其中，温度测量传感器用于测量变频设备各个零部件的温度以产生模拟温度信号，并将模拟温度信号发送至变频设备控制器；变频设备控制器用于将模拟温度信号转换为数字温度信号，并将数字温度信号发送至可编程控制器；可编程控制器用于判断数字温度信号是否超过第一预设温度阈值。

温度测量传感器检测的是模拟温度信号。变频设备控制器是变频设备本身的设备，将模拟温度信号通过变频设备控制器进行模数转换，以得到数字温度信号，再通过变频设备控制器将数字温度信号发送至可编程控制器进行处理，可以有效节省可编程控制器的计算资源。同时，温度测量传感器与变频设备控制器直接连接，相比于温度测量传感器与可编程控制器直接连接更加方便，其原因在于，温度测量传感器和变频设备控制器都是设置在变频设备内部的，而变频设备控制器本身具有与外部设备进行通信的预设接口，将温度测量传感器与变频设备控制器连接，再通过变频设备控制器与可编程控制器通信，可以避免建立一条新的线路使得处于变频设备内部的温度测量传感器与可编程控制器通信，简化本装置的搭建结构，同时也可以降低本装置的搭建成本。

进一步地，声光报警器与可编程控制器电连接；其中，可编程控制器用于当温度信号超过第一预设温度阈值时，产生第一报警信号，并将第一报警信号发送至声光报警器，使得声光报警器执行第一报警动作。

当可编程控制器判断温度信号超过第一预设温度阈值时，意味着变频设备处于异常工作状态，此时需要及时通知工作人员变频设备的异常工作状态，因此，设置声光报警器，使得工作人员能够及时发现变频设备的异常。声光报警器与可编程控制器连接，当可编程控制器确定温度信号超过第一预设温度阈值时，则向声光报警器发送第一报警信号，可以出发声光报警器执行第一报警动作，进而达到通知工作人员变频设备异常的目的。

第一预设温度阈值是一个比变频设备本身的温度故障报警机制中的预设温度更低的温度，例如70℃。当变频设备某个部件(例如功率器件散热器)上的温度超过70℃时，便会触发声光报警器进行报警，进而可以在触发温度故障报警机制中的预设温度之前就能实现报警。

进一步地，可编程控制器还用于在触发声光报警器执行第一报警动作之后，对温度信号进行更新，以得到更新温度信号，判断更新温度信号是否低于第二预设温度阈值；当更新温度信号低于第二预设温度阈值时，产生第一解除信号，并将第一解除信号发送至声光报警器，使得声光报警器执行第一解除报警操作；其中，第一预设温度阈值大于第二预设温度阈值。

当温度信号超过第一预设阈值之后，温度测量传感器仍然不间断地对温度进行采集，以对温度信号进行更新，得到更新温度信号。在声光报警器执行第一报警动作之后，工作人员可对变频设备进行初步排查导致温度升高的故障原因，在排除故障之后，变频设备的温度恢复正常，则需要解除声光报警器的报警动作，因此，当检测到更新温度信号低于第二预设温度阈值时，则产生第一解除信号，使得声光报警器解除报警动作。

第二预设温度阈值低于第一预设温度阈值，其原因在于，如果将第一预设温度阈值和第二预设温度阈值设置相等，当温度信号超过第一预设温度阈值，则引发声光报警器的报警，一旦温度信号低于第二预设温度阈值(也即第一预设温度阈值)，则声光报警器就会停止报警。然而，在引发声光报警器报警时，说明变频设备的工作状态已经产生了变化，而一旦温度信号低于第二预设温度阈值(也即第一预设温度阈值)，则放弃排查引发变频设备温度变化的原因，可能会存在不稳定的安全隐患。因此，为了避免可能存在的安全隐患，将第二预设温度阈值低于第一预设温度阈值，以保证工作人员对变频设备的故障排查。

进一步地，引发变频设备的温度变化的原因有很多，例如，冷却风扇性能下降；空气进气口或出气口容易堵塞；温度传感器裂化损坏等。为了便于工作人员能够快速排除变频设备的故障，本申请还提供了确定引发变频设备温度变化原因的技术手段，具体如下：

第一技术手段：

在上述提供的技术方案的基础上，装置还包括风压开关，风压开关设置在变频设备的风道出风口处，风压开关与可编程控制器电连接；其中，风压开关用于检测风道出风口的风压以产生风压信号，并将风压信号发送至可编程控制器；可编程控制器用于判断风压信号是否低于预设风压阈值；可编程控制器还用于当风压信号低于预设风压阈值时，产生第二报警信号，并将第二报警信号发送至声光报警器，使得声光报警器执行第二报警动作。

风压开关设置在变频设备的风道出风口处，一般情况下，风道出风口处的风压平稳处于一个合理范围内，当变频设备的进风口和出风口堵塞时，风压就会下降。风压开关检测的风压信号就会降低，当风压信号小于预设风压阈值时，便可以确定风道的进风口和出风口堵塞，需要工作人员进行处理。

风压开关与可编程控制器连接，风压开关将风压信号传输至可编程控制器，可编程控制器判断风压信号是否小于预设风压阈值，当风压信号小于预设风压阈值时，则产生第二报警信号，使得声光报警器执行第二报警动作，以告知工作人员进气口和出气口发生堵塞现象，需要及时处理。

可以根据不同容量的变频设备选择不同的风压开关。

其中，第一报警动作与第二报警动作不相同，例如，第一报警动作和第二报警动作是两种不同节奏的声音，也可以是两种不同的灯光效果，可以根据具体情况设定。

第二种技术手段：

在上述提供的技术方案的基础上，装置还包括变频设备逆变回路六路功率模块，变频设备逆变回路六路功率模块设置在变频设备的变频设备内驱动板的接口处；变频设备逆变回路六路功率模块与可编程控制器电连接；其中，变频设备逆变回路六路功率模块用于将管压降值信号发送至可编程控制器；可编程控制器用于判断管压降值信号是否超过预设电压阈值。可编程控制器还用于当管压降值超过预设电压阈值时，产生第三报警信号，并将第三报警信号发送至声光报警器，使得声光报警器执行第三报警动作。

变频设备逆变回路六路功率模块的器件主要是IGBT，变频设备过高的温度会造成IGBT的瞬时致命损坏，过高的温度波动缩短IGBT的寿命，温度升高也会导致IGBT功耗增加，管压降就会升高，因此，通过检测管压降值，可以判断IGBT的温度是否异常。

当变频设备逆变回路六路功率模块的管压降值信号超过预设电压阈值，触发可编程控制器生成第三报警信号，进而使得声光报警器执行第三报警动作。

其中，第一报警动作、第二报警动作、第三报警动作不相同。

第三种技术手段：

在上述提供的技术方案的基础上，装置还包括电流互感器，电流互感器设置在变频设备的冷却风扇的动力输电线上；其中，电流互感器用于检测动力输电线的电流以产生电流信号，并将电流信号发送至可编程控制器；可编程控制器用于判断电流信号是否异常。可编程控制器还用于当电流信号异常时，产生第四报警信号，并将第四报警信号发送至声光报警器，使得声光报警器执行第四报警动作。

电流异常包括三种情况，具体包括：

1)电流为0，其原因可能是保险烧毁，风机供电开关未合闸，风机线圈损毁严重短路等；

2)电流较大，其原因可能是风扇堵转，电容失效，轴承缺油，风扇内有异物等；

3)电流忽大忽小，其原因可能是风扇扇叶损毁缺失，导致失去动平衡，或者轴承损坏等。

因此，在确定电流信号异常之后，还可以确定电流信号属于何种异常(具体异常情况包括以上三种)。

当确定电流信号异常之后，以产生第四报警信号，使得声光报警器执行第四报警动作。进一步地，第四报警动作可以根据电流信号异常的现象的不同而不同。

为了方便工作人员通过声光报警器知晓变频设备出现各种故障，声光报警器中的第一报警动作、第二报警动作、第三报警动作、第四报警动作的类型不相同。更具体的，为了能够区分是哪一个温度测试传感器检测的温度异常，进一步可以将各个温度测试传感器对应的第一报警动作设置得不相同，以方便工作人员快速确定故障类型。

在上述多种技术手段确定变频设备温度异常的原因之后，工作人员可以针对性的对引起温度异常的故障进行排查，但是，在工作人员进行排查之前，为了能够缓解变频设备的过高温度，减轻变频设备的部件的损害程度，本申请还提供了以下技术手段，以缓解变频设备的温度。

在上述提供的技术方案的基础上，装置还包括轴流风机和继电器，可编程控制器、继电器以及轴流风机依次电连接；其中，可编程控制器用于当温度信号超过第一预设温度阈值时，产生第一启动信号，并将第一启动信号发送至继电器，继电器根据第一启动信号控制轴流风机执行第一降温动作。

在变频设备的工作温度异常之后，由于工作人员排除故障需要花费一定的时间，在此期间，则可以通过设置轴流风机对变频设备实现物理降温，以避免高温对变频设备的进一步影响和损坏。

综上，本申请通过对变频设备设置额外的温度测量传感器，以全面监测变频设备的温度变化，当温度信号超过第一预设温度阈值，则发出报警信号，进而可以提高变频设备对于温度的灵敏性，规避变频设备本身的温度故障预警机制，即避免变频设备长期在高温下工作，直到变频设备的温度超过90℃才启动温度故障预警，进而可以避免因变频设备的温度升高导致的功率器件性能的下降，也可以避免造成炸机，避免对生产造成严重影响，以保证生产稳定运行。

本申请还通过设置风压开关、电流互感器以及采集变频设备逆变回路六路功率模块的信号的方式，判断导致变频设备的温度出现异常的原因，进而快速锁定故障部件，使得工作人员能够针对性得对故障进行排查，以缩短变频设备检修时间，在一定程度上减轻因变频设备导致的生产效率降低的程度。

由于本实施例所介绍的电子设备为实施本申请实施例中信息处理的方法所采用的电子设备，故而基于本申请实施例中所介绍的信息处理的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中信息处理的方法所采用的电子设备，都属于本申请所欲保护的范围。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。