一种用于变频器的人机交互装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于变频器的人机交互装置及方法，装置包括设置于变频器柜的键盘、按键、通讯电缆和人机交互界面。人机交互装置还包括机械连接单元和电气隔离单元，键盘上设置有5个按键。电气隔离单元包括按键无源触点和PCB板，当按下按键，机械连接单元联动，按键无源触点闭合并由PCB板供给电源，PCB板通过通讯电缆向人机交互界面传送信号。通过人机交互界面访问按键的数字输入状态来判断按键的外部输入情况，以执行参数监视操作或参数调节操作。本发明专利技术能够解决仅使用少量按键即可完成人机交互界面灵活操作的技术问题，并且实现了人机交互界面与外部键盘实现电气隔离，大大地降低了包括键盘在内的设备整体成本。

Human computer interaction device and method for frequency converter

The invention discloses a human-computer interaction device and a method for frequency converter, comprising a keyboard, a button, a communication cable and a human-computer interaction interface which are arranged in the frequency converter cabinet. The man-machine interactive device also comprises a mechanical connecting unit and an electric isolating unit, and 5 keys are arranged on the keyboard. The electrical isolation unit comprises a key passive contact and PCB board, when you press the button, the mechanical linkage connecting unit, key passive contact closed by PCB power supply board, PCB board transmitted to the man-machine interface through the communication cable signal. Through the human-computer interaction interface to access the key digital input state to determine the external input button, in order to perform parameter monitoring operations or parameter adjustment operations. The invention can solve the technical problem to complete man-machine interface and flexible operation of the use of only a small button, and the realization of human-computer interaction interface with the external keyboard to achieve electrical isolation, greatly reducing the overall cost of the equipment, including the keyboard.

【技术实现步骤摘要】
一种用于变频器的人机交互装置及方法
本专利技术涉及人机交互设备领域，尤其是涉及一种应用于对变频器柜体有十分严格的防爆等级要求，如矿用变频器行业的人机交互装置及方法。
技术介绍
随着人机交互技术的日益发展，越来越多的人机交互界面产品应用在了变频器行业。人机交互界面产品丰富的显示功能使得变频器的调试与日常维护变得更加便捷。在一些对人机交互界面（HMI）安装有特殊要求的场合，例如：矿用变频器行业，变频器柜体有十分严格的防爆等级要求。因此，不能采用在柜体上直接开孔的方式来安装人机交互界面，而是必须将人机交互界面整体安装在变频器壳体内。由于不能对人机交互界面直接触摸，因此需要通过在变频器防爆柜体上安装防爆按键的方式来实现对变频器进行控制的目的。在此类变频器人机交互界面标准中，对外部按键输入至人机交互界面的电流有着十分严格的要求，因此人机交互界面的安装方式也有特殊要求。防爆变频器按键的设计工艺要求高、数量多、尺寸较大，对变频器整体柜体的防爆设计提出了非常高的要求。目前行业内普遍采用的方法是变频器上安装防爆数字键盘或者全键盘，通过防爆键盘的信号输入到人机交互界面产品中，以达到对其进行控制的目的。防爆键盘通常由外部供电，控制键盘按键的输入电流需满足本安标准，此类键盘的形式一般有数字键盘和微软全键盘等几种，通过外部键盘的动作操作人机交互界面，从而实现对变频器进行操作的目的。但由于人机交互界面软件设计的灵活性较差，需要在外部设置数量较多的按键，因此键盘尺寸相对较大，不利于变频器柜体的防爆设计。如附图1和附图2所示，为现有技术中采用防爆本安数字键盘形式的变频器人机交互装置，其中：101为防爆本安数字键盘，102为按键，103为PCB板，104为控制信号接口，105为控制电缆，106为人机交互界面，107为变频器柜体。现有技术存在以下技术缺陷：（1）外部键盘的按键数量偏多，人机交互界面软件设计不够灵活，在使用全键盘的场合，要求人机交互界面产品为微软操作系统，否则无法兼容该类型键盘，因此需购买较为成本较为昂贵的人机交互界面产品；（2）由于键盘由本安电源供电，因此键盘按键输入的电流需要满足本安标准。这对于键盘的硬件要求非常高，键盘费用昂贵；（3）外部键盘按键数量较多，柜体开孔较大，同样对键盘以及整个变频器柜体的防爆性能提出了更大的考验。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于变频器的人机交互装置及方法，能够解决仅使用少量按键即可完成人机交互界面灵活操作的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术具体提供了一种用于变频器的人机交互装置的技术实现方案，一种用于变频器的人机交互装置，包括设置于变频器柜的键盘、按键、通讯电缆和人机交互界面。所述人机交互装置还包括机械连接单元和电气隔离单元，所述键盘上设置有5个按键。所述电气隔离单元包括按键无源触点和PCB板，当按下所述按键，所述机械连接单元联动，所述按键无源触点闭合并由所述PCB板供给电源，所述PCB板通过所述通讯电缆向所述人机交互界面传送信号。优选的，所述5个按键作为所述人机交互界面的外部数字输入，分别定义为按键一、按键二、按键三、按键四和按键五，通过所述人机交互界面访问所述5个按键的数字输入状态来判断所述按键的外部输入情况。所述5个按键的数字输入状态为布尔型变量，通过设置每个按键的脚本程序分别对5个按键的操作进行定义。优选的，所述人机交互界面包括参数监视界面和调试界面，所述调试界面包括电机本地调试界面和后台参数调节界面，所述电机本地调试界面和后台参数调节界面均包括参数调节界面。所述参数监视界面和参数调节界面均包括界面参数、可视化提示方框和虚拟操作键盘，每一个界面参数对应一个参数号，每一个参数号对应一个内部变量。当所述按键一执行参数号增加操作，所述按键二执行参数号减少操作时，对应的所述内部变量的值相应变化，所述界面参数对应的可视化提示方框的可见属性设置为当所述内部变量的值变化时，相应的可视化提示方框依次可见。所述虚拟操作键盘用于指示对应的所述按键的操作状态。优选的，所述界面参数进一步包括：可读型参数，统一规划在所述人机交互界面的设定区域显示；连续型可读可写参数，为包括速度给定、频率给定在内的连续量给定参数，要求所述人机交互界面实时响应的操作，由所述人机交互界面将参数值下发至相应界面参数的参数地址；非连续型可读可写参数，为包括变频器的硬件、软件保护门槛值在内的参数值，由所述人机交互界面将最终值下发至相应界面参数的参数地址。优选的，所述调试界面包括电机本地调试界面和后台参数调节界面，在所述参数监视界面中，所述参数监视界面所有实时监视数据的界面参数通过上下翻页操作实现查看，所述调试界面通过输入权限密码进入。所述人机交互界面设置有3级权限：1级权限，无需权限密码进入所述参数监视界面；2级权限，为现场操作人员权限，通过2级权限密码进入所述电机本地调试界面，能修改部分所述界面参数的数值；3级权限，为设计人员调试权限，通过3级密码进入所述后台参数调节界面，能为设计人员提供后台调试功能。优选的，所述按键三设置为模式选择按钮，所述按键三的变量值确定所述按键一、按键二、按键四和按键五的定义。优选的，所述按键一定义为：如果检测到所述按键三的变量值为FALSE，则检测到所述按键一输入一次，执行一次界面参数号加1操作，并且触发边界管理脚本，相应的可视化提示方框可见；如果检测到所述按键三的变量值为TRUE，则检测到所述按键一输入一次，执行一次界面参数粗调动作，所选参数值按照设定值一进行自加操作，并且触发边界管理脚本，相应的可视化提示方框可见。优选的，所述按键二定义为：如果检测到所述按键三的变量值为FALSE，则检测到所述按键二输入一次，执行一次界面参数号减1操作，并且触发边界管理脚本，相应的可视化提示方框可见；如果检测到所述按键三的变量值为TRUE，则检测到所述按键二输入一次，执行一次界面参数粗调动作，所选参数值按照设定值一进行自减操作，并且触发边界管理脚本，相应的可视化提示方框可见。优选的，所述按键四定义为：如果检测到所述按键三的变量值为FALSE，则检测到所述按键四输入一次，执行一次下翻页操作，并且触发边界管理脚本，相应的可视化提示方框可见；如果检测到所述按键三的变量值为TRUE，则程序检测到所述按键四输入一次，执行一次界面参数微调动作，所选参数值按照设定值二进行自加操作，并且触发边界管理脚本，相应的可视化提示方框可见。优选的，所述按键五定义为：如果检测到所述按键三的变量值为FALSE，则检测到所述按键五输入一次，执行一次上翻页操作，并且触发边界管理脚本，相应的可视化提示方框可见；如果检测到所述按键三的变量值为TRUE，则检测到所述按键五输入一次，执行一次界面参数微调动作，所选参数值按照设定值二进行自减操作，并且触发边界管理脚本，相应的可视化提示方框可见。本专利技术还另外具体提供了一种基于上述装置的人机交互方法的技术实现方案，一种人机交互方法，包括以下步骤：S101：当按下按键，机械连接单元联动，按键无源触点闭合并由PCB板供给电源，PCB板通过通讯电缆向人机交互界面传送信号；S102：所述按键包括按键一、按键二、按键三、按键四和按键五，通过所述人机交互界面访问所述按键一、按键二、按键三、按键四和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于变频器的人机交互装置，包括设置于变频器柜(207)的键盘（201）、按键（202）、通讯电缆（205）和人机交互界面（206），其特征在于：所述人机交互装置还包括机械连接单元（203）和电气隔离单元（204），所述键盘（201）上设置有5个按键（202）；所述电气隔离单元（204）包括按键无源触点（208）和PCB板（209），当按下所述按键（202），所述机械连接单元（203）联动，所述按键无源触点（207）闭合并由所述PCB板（209）供给电源，所述PCB板（209）通过所述通讯电缆（205）向所述人机交互界面（206）传送信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于变频器的人机交互装置，包括设置于变频器柜(207)的键盘（201）、按键（202）、通讯电缆（205）和人机交互界面（206），其特征在于：所述人机交互装置还包括机械连接单元（203）和电气隔离单元（204），所述键盘（201）上设置有5个按键（202）；所述电气隔离单元（204）包括按键无源触点（208）和PCB板（209），当按下所述按键（202），所述机械连接单元（203）联动，所述按键无源触点（207）闭合并由所述PCB板（209）供给电源，所述PCB板（209）通过所述通讯电缆（205）向所述人机交互界面（206）传送信号。2.根据权利要求1所述的用于变频器的人机交互装置，其特征在于：所述5个按键（202）作为所述人机交互界面（206）的外部数字输入，分别定义为按键一（EZ1）、按键二（EZ2）、按键三（EZ3）、按键四（EZ4）和按键五（EZ5），通过所述人机交互界面（206）访问所述5个按键（202）的数字输入状态来判断所述按键（202）的外部输入情况；所述5个按键（202）的数字输入状态为布尔型变量，通过设置每个按键（202）的脚本程序分别对5个按键（202）的操作进行定义。3.根据权利要求2所述的用于变频器的人机交互装置，其特征在于：所述人机交互界面（206）包括参数监视界面和调试界面，所述调试界面包括电机本地调试界面和后台参数调节界面，所述电机本地调试界面和后台参数调节界面均包括参数调节界面；所述参数监视界面和参数调节界面均包括界面参数（301）、可视化提示方框（302）和虚拟操作键盘（303），每一个界面参数（301）对应一个参数号，每一个参数号对应一个内部变量；当所述按键一（EZ1）执行参数号增加操作，所述按键二（EZ2）执行参数号减少操作时，对应的所述内部变量的值相应变化，所述界面参数（301）对应的可视化提示方框（302）的可见属性设置为当所述内部变量的值变化时，相应的可视化提示方框（302）依次可见；所述虚拟操作键盘（303）用于指示对应的所述按键（202）的操作状态。4.根据权利要求3所述的用于变频器的人机交互装置，其特征在于，所述界面参数（301）进一步包括：可读型参数，统一规划在所述人机交互界面（206）的设定区域显示；连续型可读可写参数，为包括速度给定、频率给定在内的连续量给定参数，要求所述人机交互界面（206）实时响应的操作，由所述人机交互界面（206）将参数值下发至相应界面参数（301）的参数地址；非连续型可读可写参数，为包括变频器的硬件、软件保护门槛值在内的参数值，由所述人机交互界面（206）将最终值下发至相应界面参数（301）的参数地址。5.根据权利要求3或4所述的用于变频器的人机交互装置，其特征在于：所述调试界面包括电机本地调试界面和后台参数调节界面，在所述参数监视界面中，所述参数监视界面所有实时监视数据的界面参数（301）通过上下翻页操作实现查看，所述调试界面通过输入权限密码进入；所述人机交互界面（206）设置有3级权限：1级权限，无需权限密码进入所述参数监视界面；2级权限，为现场操作人员权限，通过2级权限密码进入所述电机本地调试界面，能修改部分所述界面参数（301）的数值；3级权限，为设计人员调试权限，通过3级密码进入所述后台参数调节界面，能为设计人员提供后台调试功能。6.根据权利要求5所述的用于变频器的人机交互装置，其特征在于：所述按键三（EZ3）设置为模式选择按钮，所述按键三（EZ3）的变量值确定所述按键一（EZ1）、按键二（EZ2）、按键四（EZ4）和按键五（EZ5）的定义。7.根据权利要求6所述的用于变频器的人机交互装置，其特征在于，所述按键一（EZ1）定义为：如果检测到所述按键三（EZ3）的变量值为FALSE，则检测到所述按键一（EZ1）输入一次，执行一次界面参数号加1操作，并且触发边界管理脚本，相应的可视化提示方框（302）可见；如果检测到所述按键三（EZ3）的变量值为TRUE，则检测到所述按键一（EZ1）输入一次，执行一次界面参数粗调动作，所选参数值按照设定值一进行自加操作，并且触发边界管理脚本，相应的可视化提示方框（302）可见。8.根据权利要求6所述的用于变频器的人机交互装置，其特征在于，所述按键二（EZ2）定义为：如果检测到所述按键三（EZ3）的变量值为FALSE，则检测到所述按键二（EZ2）输入一次，执行一次界面参数号减1操作，并且触发边界管理脚本，相应的可视化提示方框（302）可见；如果检测到所述按键三（EZ3）的变量值为TRUE，则检测到所述按键二（EZ2）输入一次，执行一次界面参数粗调动作，所选参数值按照设定值一进行自减操作，并且触发边界管理脚本，相应的可视化提示方框（302）可见。9.根据权利要求6所述的用于变频器的人机交互装置，其特征在于，所述按键四（EZ4）定义为：如果检测到所述按键三（EZ3）的变量值为FALSE，则检测到所述按键四（EZ4）输入一次，执行一次下翻页操作，并且触发边界管理脚本，相应的可视化提示方框（302）可见；如果检测到所述按键三（EZ3）的变量值为TRUE，则程序检测到所述按键四（EZ4）输入一次，执行一次界面参数微调动作，所选参数值按照设定值二进行自加操作，并且触发边界管理脚本，相应的可视化提示方框（302）可见。10.根据权利要求6所述的用于变频器的人机交互装置，其特征在于，所述按键五（EZ5）定义为：如果检测到所述按键三（EZ3）的变量值为FALSE，则检测到所述按键五（EZ5）输入一次，执行一次上翻页操作，并且触发边界管理脚本，相应的可视化提示方框（302）可见；如果检测到所述按键三（EZ3）的变量值为TRUE，则检测到所述按键五（EZ5）输入一次，执行一...

【专利技术属性】
技术研发人员：何成昭，丁晓帆，张志学，刘浩平，韩志成，胡斌炜，张新锐，杨成，喻通，王建东，
申请(专利权)人：南车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43