摘要 通過對英威騰變頻調(diào)速在組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用研究，重點說明變頻器在計算機控制技術(shù)領(lǐng)域里的設(shè)計思路，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；計算機控制技術(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)境或者大型的自動化控制項目中，迫切需要計算機能對變頻器進行有效的遠程監(jiān)測和集中控制。通過遠程監(jiān)控，可以在計算機上實時監(jiān)測到變頻器控制的當(dāng)前狀態(tài)。如當(dāng)前運行頻率，電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)前的參數(shù)設(shè)置等，并可實現(xiàn)遠程的操作控制。如啟停控制等。 2、控制方案 2．1系統(tǒng)配置框圖 為實現(xiàn)計算機對變頻器的遠程控制，上位機采用建立在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)場總線可實現(xiàn)計算機與多臺變頻器的485通訊口之間進行動態(tài)數(shù)據(jù)交換，還可打印輸出報表。當(dāng)然此系統(tǒng)還可以通過485連接多臺的PLC，實現(xiàn)每套PLC單元的相應(yīng)控制。一般情況下，變頻器的連接臺數(shù)可控制在32臺內(nèi)。當(dāng)采用中繼器時，連接的臺數(shù)可以增加到200多臺。 2．2組態(tài)監(jiān)控界面： 通過組態(tài)王軟件，可以設(shè)計出彩色界面圖形的監(jiān)控畫面。比如： 以單臺的變頻器控制為例，以上界面可在計算機上實現(xiàn)對1#電機的啟動、停止、點動、變頻器故障復(fù)位，頻率設(shè)定，加減速時間等參數(shù)的設(shè)定。同時，當(dāng)前的電機的運行狀態(tài)都得到監(jiān)測，如電機變?yōu)榫G色時，表示當(dāng)前電機處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)電機變?yōu)榧t色時，表示電機處于停止（靜止）狀態(tài)。當(dāng)點擊“設(shè)定頻率”時，界面會彈出一個輸入鍵盤，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)前實際給定的頻率值。當(dāng)然還可根據(jù)實際情況，對界面進行完善，比如當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時，界面會跳出故障的報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，要實現(xiàn)上位機與變頻器的數(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，1位停止位。） 通訊設(shè)備地址：1（1#電機的變頻器地址為1）；同樣，2#電機變頻器地址為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)軟件相對應(yīng)的通訊參數(shù)和方式。 2．4 實現(xiàn)組態(tài)軟件對變頻器運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)運行、反轉(zhuǎn)運行等。如在1000H地址上寫數(shù)據(jù)0001H時，變頻器就會正轉(zhuǎn)運行； 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，表示當(dāng)前變頻器處于正轉(zhuǎn)運行的狀態(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，就可用此地址進行寫操作，往此地址寫相應(yīng)的頻率值時，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個字（WORD）；06H，寫一個字（WORD）。 再來看看組態(tài)王軟件的寄存器與MODBUS功能碼之間的對應(yīng)關(guān)系： 由上表可見，不管命令碼是讀（03H）還是寫（06H），對應(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)運行，則在地址1000H（轉(zhuǎn)換成十進制則是4096）賦值為1。由于INVT變頻器功能碼的十進制地址起始由0開始，而組態(tài)軟件的寄存器十進制地址由1開始。那么組態(tài)軟件與變頻器MODBUS地址對應(yīng)關(guān)系的偏移量為1。對應(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)軟件上定義一個正轉(zhuǎn)運行的變量，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)計一個啟動按鈕。把此按鈕的命令語言定義AA=1，運行組態(tài)軟件后，按此啟動按鈕，變頻器就可以正轉(zhuǎn)運行。也可以設(shè)計一個停止按鈕，當(dāng)把停止按鈕的命令語言定義AA=5，運行此按鈕時，變頻器就會停止。以上是寫操作。 以上是針對關(guān)鍵問題的簡明闡述。在實際應(yīng)用當(dāng)中，很重要的一點，是要實現(xiàn)上位機（PC機）與變頻器之間通訊的成功鏈接。調(diào)試此步時，要將組態(tài)王處于運行狀態(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 采用計算機對變頻器的控制系統(tǒng)后，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠。通過動態(tài)的數(shù)據(jù)交換，可實現(xiàn)對變頻器的遠程集中監(jiān)控。隨著計算機控制技術(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 英威騰CHE系列矢量變頻器說明書。 組態(tài)王使用手冊。 作者簡介 張堅強（1974——），男，本科。畢業(yè)于昆明理工大學(xué)工業(yè)自動化專業(yè)，現(xiàn)從事變頻器系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)管理工作。