摘要 通過對(duì)英威騰變頻調(diào)速在組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用研究，重點(diǎn)說明變頻器在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域里的設(shè)計(jì)思路，為變頻器在控制系統(tǒng)里提供一種新的應(yīng)用技術(shù)方案。 關(guān)鍵詞 變頻調(diào)速；組態(tài)監(jiān)控；計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 1、 引言 隨著節(jié)能技術(shù)的推廣，變頻器在工業(yè)控制領(lǐng)域里得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境或者大型的自動(dòng)化控制項(xiàng)目中，迫切需要計(jì)算機(jī)能對(duì)變頻器進(jìn)行有效的遠(yuǎn)程監(jiān)測和集中控制。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控，可以在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)監(jiān)測到變頻器控制的當(dāng)前狀態(tài)。如當(dāng)前運(yùn)行頻率，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)前的參數(shù)設(shè)置等，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的操作控制。如啟?？刂频?。 2、控制方案 2．1系統(tǒng)配置框圖 為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)變頻器的遠(yuǎn)程控制，上位機(jī)采用建立在WINDOWS操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上的組態(tài)軟件—組態(tài)王。以INVT變頻器為例，其通訊采用國際標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議，通過485現(xiàn)場總線可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與多臺(tái)變頻器的485通訊口之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換，還可打印輸出報(bào)表。當(dāng)然此系統(tǒng)還可以通過485連接多臺(tái)的PLC，實(shí)現(xiàn)每套PLC單元的相應(yīng)控制。一般情況下，變頻器的連接臺(tái)數(shù)可控制在32臺(tái)內(nèi)。當(dāng)采用中繼器時(shí)，連接的臺(tái)數(shù)可以增加到200多臺(tái)。 2．2組態(tài)監(jiān)控界面： 通過組態(tài)王軟件，可以設(shè)計(jì)出彩色界面圖形的監(jiān)控畫面。比如： 以單臺(tái)的變頻器控制為例，以上界面可在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)對(duì)1#電機(jī)的啟動(dòng)、停止、點(diǎn)動(dòng)、變頻器故障復(fù)位，頻率設(shè)定，加減速時(shí)間等參數(shù)的設(shè)定。同時(shí)，當(dāng)前的電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)都得到監(jiān)測，如電機(jī)變?yōu)榫G色時(shí)，表示當(dāng)前電機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)電機(jī)變?yōu)榧t色時(shí)，表示電機(jī)處于停止（靜止）狀態(tài)。當(dāng)點(diǎn)擊“設(shè)定頻率”時(shí)，界面會(huì)彈出一個(gè)輸入鍵盤，提示鍵入數(shù)據(jù)。鍵入相應(yīng)頻率后，確定后就會(huì)把頻率值寫到變頻器當(dāng)中。而旁邊所顯示的數(shù)據(jù)，是組態(tài)軟件獲取變頻器當(dāng)前實(shí)際給定的頻率值。當(dāng)然還可根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)界面進(jìn)行完善，比如當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，界面會(huì)跳出故障的報(bào)警欄條和故障類型的說明及處理方法等。 2．3設(shè)備配置： 由于變頻器采用的是MODBUS通訊協(xié)議，要實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與變頻器的數(shù)據(jù)通訊，須設(shè)定相應(yīng)的通訊參數(shù)。在組態(tài)軟件上的設(shè)備配置向?qū)е校? 當(dāng)前通訊設(shè)備為：莫迪康MODBUS RTU串行通訊方式，邏輯名稱為INVT 通訊端口：COM1 （波特率19200BPS，8位數(shù)據(jù)位，奇校驗(yàn)，1位停止位。） 通訊設(shè)備地址：1（1#電機(jī)的變頻器地址為1）；同樣，2#電機(jī)變頻器地址為2，則組態(tài)軟件設(shè)置的通訊設(shè)備地址為2。如此類推。 在變頻器其它通訊參數(shù)設(shè)置上，要設(shè)置與組態(tài)軟件相對(duì)應(yīng)的通訊參數(shù)和方式。 2．4 實(shí)現(xiàn)組態(tài)軟件對(duì)變頻器運(yùn)行控制和獲取變頻器參數(shù)。 INVT變頻器采用的是國際標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS通訊協(xié)議。Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言，通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一種通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 我們先看看INVT變頻器功能地址列表（只列出其中一部分）： 其中R：表示只讀；W：表示可寫；W/R：表示可讀可寫。 以上表格中，所列1000H地址是用于通訊控制命令上用的，如正轉(zhuǎn)運(yùn)行、反轉(zhuǎn)運(yùn)行等。如在1000H地址上寫數(shù)據(jù)0001H時(shí)，變頻器就會(huì)正轉(zhuǎn)運(yùn)行； 1001H地址是用于讀取變頻器當(dāng)前狀態(tài)上用的。比如，當(dāng)讀取1001H地址的數(shù)值為0001H時(shí)，表示當(dāng)前變頻器處于正轉(zhuǎn)運(yùn)行的狀態(tài)。 2000H地址是用于通訊設(shè)定上用的。比如，通過通訊方式設(shè)定變頻器的頻率參數(shù)時(shí)，就可用此地址進(jìn)行寫操作，往此地址寫相應(yīng)的頻率值時(shí)，變頻器就接收相應(yīng)的頻率值。 在標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS協(xié)議中，命令碼描述：03H，讀取N個(gè)字（WORD）；06H，寫一個(gè)字（WORD）。 再來看看組態(tài)王軟件的寄存器與MODBUS功能碼之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系： 由上表可見，不管命令碼是讀（03H）還是寫（06H），對(duì)應(yīng)的組態(tài)王寄存器名均可采用4（在以上羅列的組態(tài)王寄存器名字欄目中，第一列0、1、3、4、7、8、9是寄存器名字）。 若要控制變頻器正轉(zhuǎn)運(yùn)行，則在地址1000H（轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制則是4096）賦值為1。由于INVT變頻器功能碼的十進(jìn)制地址起始由0開始，而組態(tài)軟件的寄存器十進(jìn)制地址由1開始。那么組態(tài)軟件與變頻器MODBUS地址對(duì)應(yīng)關(guān)系的偏移量為1。對(duì)應(yīng)MODBUS的4096地址，組態(tài)王地址就設(shè)為4096+1即4097，所以在應(yīng)用中要注意到此問題，否則相應(yīng)數(shù)據(jù)是通訊不上的。 在組態(tài)軟件上定義一個(gè)正轉(zhuǎn)運(yùn)行的變量，如AA，并定義好其變量類型和數(shù)據(jù)類型，連接設(shè)備選上INVT。在組態(tài)界面上設(shè)計(jì)一個(gè)啟動(dòng)按鈕。把此按鈕的命令語言定義AA=1，運(yùn)行組態(tài)軟件后，按此啟動(dòng)按鈕，變頻器就可以正轉(zhuǎn)運(yùn)行。也可以設(shè)計(jì)一個(gè)停止按鈕，當(dāng)把停止按鈕的命令語言定義AA=5，運(yùn)行此按鈕時(shí)，變頻器就會(huì)停止。以上是寫操作。 以上是針對(duì)關(guān)鍵問題的簡明闡述。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，很重要的一點(diǎn)，是要實(shí)現(xiàn)上位機(jī)（PC機(jī)）與變頻器之間通訊的成功鏈接。調(diào)試此步時(shí)，要將組態(tài)王處于運(yùn)行狀態(tài)，將菜單欄——調(diào)試中的通訊都鉤上讀成功、讀失敗、寫成功、寫失敗，在組態(tài)王信息窗口中就可以看出當(dāng)前連接的設(shè)備是否成功通訊上了。 3、結(jié)語 采用計(jì)算機(jī)對(duì)變頻器的控制系統(tǒng)后，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。通過動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)交換，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，這種控制方式將有著廣闊的應(yīng)用前景。 參考文獻(xiàn) 英威騰CHE系列矢量變頻器說明書。 組態(tài)王使用手冊(cè)。 作者簡介 張堅(jiān)強(qiáng)（1974——），男，本科。畢業(yè)于昆明理工大學(xué)工業(yè)自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)從事變頻器系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)管理工作。