【摘要】：變頻調(diào)速器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機的變速運行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。文章發(fā)表在《電子測試》上，是電子期刊發(fā)表范文，供同行參考。

　　【關(guān)鍵詞】：PLC 變頻調(diào)速器,多電機控制,網(wǎng)絡(luò),通訊協(xié)議

　　變頻調(diào)速器(frequency changer / frequency converter)是一種用來改變交流電頻率的電氣設(shè)備。此外，它還具有改變交流電電壓的輔助功能。過去，變頻調(diào)速器一般被包含在電動發(fā)電機、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器等電氣設(shè)備中。隨著半導(dǎo)體電子設(shè)備的出現(xiàn)，人們已經(jīng)可以生產(chǎn)完全獨立的變頻調(diào)速器。

　　一、引言

　　以變頻調(diào)速器為調(diào)速控制器的同步控制系統(tǒng)、比例控制系統(tǒng)和同速系統(tǒng)等已廣泛應(yīng)用于冶金、機械、紡織、化工等行業(yè)。以比例控制系統(tǒng)為例，一般的系統(tǒng)構(gòu)成如圖1 所示。

　　工作時操作人員通過控制機(可為PLC或工業(yè)PC)設(shè)定比例運行參數(shù)，然后控制機通過D/A轉(zhuǎn)換模件發(fā)出控制變頻調(diào)速器的速度指令使各個變頻調(diào)速器帶動電機按一定的速度比例運轉(zhuǎn)。此方案對電機數(shù)目不多，電機分布比較集中的應(yīng)用系統(tǒng)較合適。

　　但對于大規(guī)模生產(chǎn)自動線，一方面電機數(shù)目較多，另一方面電機分布距離較遠。采用此控制方案時由于速度指令信號在長距離傳輸中的衰減和外界的干擾，使整個系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性降低;同時大量D/A轉(zhuǎn)換模件使系統(tǒng)成本增加。為此我們提出了PLC與變頻調(diào)速器構(gòu)成多分支通訊控制網(wǎng)絡(luò)。

　　該系統(tǒng)成本較低、信號傳輸距離遠、抗干擾能力強，尤其適合遠距離，多電機控制。

　　二、系統(tǒng)硬件構(gòu)成

　　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2 所示，主要由下列組件構(gòu)成;

　　1、FX0N—24MR為PLC基本單元，執(zhí)行系統(tǒng)及用戶軟件，是系統(tǒng)的核心。

　　2、FX0N—485ADP為FX0N系統(tǒng)PLC的通訊適配器，該模塊的主要作用是在計算機—PLC通訊系統(tǒng)中作為子站接受計算機發(fā)給PLC的信息或在多PLC構(gòu)成n:n網(wǎng)絡(luò)時作為網(wǎng)絡(luò)適配器，一般只作為規(guī)定協(xié)議的收信單元使用。本文作者在分析其結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將其作為通訊主站使用，完成變頻調(diào)速器控制信號的發(fā)送。

　　3、FR—CU03為FR—A044系列比例調(diào)速器的計算機連接單元，符合RS—422/RS—485通訊規(guī)范，用于實現(xiàn)計算機與多臺變頻調(diào)速器的連網(wǎng)。通過該單元能夠在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)變頻調(diào)速器的運行控制(如啟動、停止、運行頻率設(shè)定)、參數(shù)設(shè)定和狀態(tài)監(jiān)控等功能，是變頻器的網(wǎng)絡(luò)接口。

　　三、軟件設(shè)計

　　1、通訊協(xié)議

　　FR—CU03規(guī)定計算機與變頻器的通訊過程如圖3 所示，

　　該過程最多分5個階段。?、計算機發(fā)出通訊請求;?、變頻器處理等待;?、變頻器作出應(yīng)答;?、計算機處理等待;?、計算機作出應(yīng)答。根據(jù)不同的通訊要求完成相應(yīng)的過程，如寫變頻器啟?？刂泼顣r完成?~?三個過程;監(jiān)視變頻器運行頻率時完成?~?五個過程。不論是寫數(shù)據(jù)還是讀數(shù)據(jù)，均有計算機發(fā)出請求，變頻器只是被動接受請求并作出應(yīng)答。每個階段的數(shù)據(jù)格式均有差別。圖4 分別為寫變頻器控制命令和變頻器運行頻率的數(shù)據(jù)格式。

　　2、PLC編程

　　要實現(xiàn)對變頻器的控制，必須對PLC進行編程，通過程序?qū)崿F(xiàn)PLC與變頻器信息交換的控制。PLC程序應(yīng)完成FX0N—485ADP通訊適配器的初始化、控制命令字的組合、代碼轉(zhuǎn)換及變頻器應(yīng)答信息的處理等工作。PLC梯形圖程序(部分程序)如圖5 所示。

　　四、結(jié)語

　　1、實際使用表明，該方案能夠?qū)崿F(xiàn)PLC通過網(wǎng)絡(luò)對變頻調(diào)速器的運行控制、參數(shù)設(shè)定和運行狀態(tài)監(jiān)控。

　　2、該系統(tǒng)最多可控制變頻調(diào)速器32臺，最大距離500m。

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