臺(tái)達(dá)機(jī)電在高壓變頻器上的應(yīng)用

1．概述

　　高壓變頻器主要由控制柜、功率單元柜、變壓器柜和旁路柜4部分組成?？刂乒褡鳛檎麄€(gè)高壓變頻器的核心部分，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作及控制。包括對(duì)功率單元PWM調(diào)制，控制 IGBT通斷來輸出單相脈沖調(diào)制波形、通過主站發(fā)出的命令來對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作、故障時(shí)候的對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的重要保護(hù)以及相關(guān)數(shù)據(jù)信息的顯示。鑒于高壓變頻器對(duì)系統(tǒng)可靠性高，抗干擾性強(qiáng)及擴(kuò)展性豐富等特點(diǎn)，本主控系統(tǒng)采用臺(tái)達(dá)生產(chǎn)的DVP系列PLC和DOP-B系列觸摸屏來參與控制。

　　DVP系列可編程邏輯控制器以高速、穩(wěn)健、高可靠度應(yīng)用于許多工業(yè)自動(dòng)化機(jī)械上；除了具有快速執(zhí)行邏輯運(yùn)算、豐富的指令集、多元擴(kuò)充功能卡及高性價(jià)比等特色外，并且支持多種通訊規(guī)范。 DVP系列PLC一般具有兩個(gè)通訊口（ES2除外），COM1是RS232,COM2是RS485，支持ModBus ASCII/RTU通訊格式，通訊速率最高可達(dá)115200bps，兩通訊口可以同時(shí)使用。其提供了針對(duì)ModBus ASCII/RTU模式的專用通訊指令，這樣在編寫通訊程序時(shí)就可以大大簡化，無需像用串行數(shù)據(jù)傳送指令RS那樣要進(jìn)行復(fù)雜的校驗(yàn)碼計(jì)算和遵循復(fù)雜的指令格式。

　　DOP人機(jī)界面提供多樣化尺寸與色彩的觸摸屏幕，并為工業(yè)自動(dòng)化機(jī)械提供快速便利的控制功能。此外，全系列產(chǎn)品皆搭配Windows-base人性化編輯軟件，使用者可快速編輯圖表界面，并可自由設(shè)定適合的通訊規(guī)范。

2．系統(tǒng)方案

　　整個(gè)主控系統(tǒng)主要由DVP32EH2-L、DVP06XA模擬量擴(kuò)展模塊、DVP-F485S通訊卡、DVP16HM11N數(shù)字量擴(kuò)展、DOP-B10系列人機(jī)界面以及主控箱一套組成。

　　PLC的COM2作為主站，主要用于系統(tǒng)的邏輯判斷、故障保護(hù)、DSP從站讀寫操作等。PLC的COM1為從站來和HMI通訊，及時(shí)準(zhǔn)確的將系統(tǒng)中的信息顯示在HMI上。在操作模式為本地控制時(shí)，由HMI來對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作。模擬量模塊用來采集變壓器柜中的溫度信號(hào)，將溫度控制器傳送來的4~20mA換算成對(duì)應(yīng)的溫度值來進(jìn)行顯示，根據(jù)溫控器保護(hù)信號(hào)來對(duì)系統(tǒng)過溫信號(hào)和超高溫信號(hào)進(jìn)行保護(hù)。利用EH2-L系列PLC的高擴(kuò)展性功能，選擇性的擴(kuò)展 PFORIFUS通訊模塊、以太網(wǎng)通訊模塊來滿足不同客戶的需求。通過臺(tái)達(dá)PLC支持的標(biāo)準(zhǔn)Modbus通信協(xié)議，用戶可以通過該端口來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問。

2.1主控框圖如下

2.2系統(tǒng)I/O點(diǎn)配置

2.3臺(tái)達(dá)PLC在系統(tǒng)中的功能簡述

　　根據(jù)系統(tǒng)要求，對(duì)程序進(jìn)行編制來完成相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)，具體功能如下：

　　系統(tǒng)邏輯判斷：系統(tǒng)透過PLC的邏輯判斷來給出系統(tǒng)相關(guān)狀態(tài)的標(biāo)志位，如系統(tǒng)就緒，高壓合閘允許、高壓已合、請(qǐng)求運(yùn)行以及系統(tǒng)運(yùn)行中等等。

　　故障保護(hù)：通過讀取主控DSP中的故障信息來將系統(tǒng)中的信息在HMI上作出顯示，遇到重故障信息迅速斷開高壓變頻器前端斷路器來切斷設(shè)備電源，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

　　系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀?。豪肞LC上的RS485通訊來和DSP進(jìn)行通訊，通過查詢的方式來讀取系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)候的電流、電壓、頻率等數(shù)值以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。

　　其他功能：該功能中包括事件記錄顯示、PID功能調(diào)節(jié)、系統(tǒng)溫度顯示等?？蛻粢部梢酝ㄟ^系統(tǒng)中添加的DVP-F485S通訊擴(kuò)展卡來遠(yuǎn)程讀取PLC中開關(guān)量狀態(tài)及寄存器中的值。

　　本系統(tǒng)采用了臺(tái)達(dá)EH2-L系列PLC，具有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：

　　?優(yōu)異的運(yùn)算功能

　　?可左側(cè)擴(kuò)充高速模組。

　　?可搭配多樣化的特殊擴(kuò)充模塊與功能卡。

　　?支持2軸直線/圓弧運(yùn)動(dòng)控制

　　?龐大的程序存儲(chǔ)空間

2.4臺(tái)達(dá)HMI系統(tǒng)中功能簡述

　　通過畫面組態(tài)，我們可以由系統(tǒng)主界面對(duì)整個(gè)高壓變頻器進(jìn)行啟動(dòng)、自由停機(jī)等操作。實(shí)時(shí)的將系統(tǒng)運(yùn)行中的輸入、輸出電流、運(yùn)轉(zhuǎn)頻率實(shí)時(shí)的顯示在HMI上。在進(jìn)入功能設(shè)定界面來修改系統(tǒng)的操作模式、修改系統(tǒng)密碼。參數(shù)設(shè)定界面能夠很方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。故障界面則及時(shí)的顯示系統(tǒng)運(yùn)行中的故障信息。同時(shí) HMI能將系統(tǒng)中的事件記錄無遺漏的進(jìn)行儲(chǔ)存，讓用戶和售后人員了解產(chǎn)品歷史故障信息！

系統(tǒng)運(yùn)行中HMI顯示畫面如下 ：

　　本系統(tǒng)采用了臺(tái)達(dá)B系列觸摸屏方案。具有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：

　　?精細(xì)高畫面的顯示

　　?完善的故障檢測(cè)功能，保證設(shè)備運(yùn)行可靠。

　　?人性化的編程軟件，給客戶編程工作帶來了極大的方便。

　　?能更好的根據(jù)工藝的要求進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高了客戶在行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　?高容量記憶區(qū)

3.小結(jié)

　　將臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品應(yīng)用在臺(tái)達(dá)高壓變頻器上，是對(duì)臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品的又一檢驗(yàn)。經(jīng)過高壓變頻器在多方場(chǎng)合的運(yùn)行，臺(tái)達(dá)PLC和HMI交了份滿意的答卷，其可靠性、穩(wěn)定性得到客戶的肯定。

【參考文獻(xiàn)】

（1）臺(tái)達(dá)DVP-PLC應(yīng)用技術(shù)手冊(cè) 臺(tái)達(dá)內(nèi)部資料 2007

（2）臺(tái)達(dá)DOP-B系列人機(jī)界面使用手冊(cè) 臺(tái)達(dá)內(nèi)部資料 2007

（3）《通信原理》，第3版，北京郵電大學(xué)出版社2008，周炯盤等編