臺達機電在高壓變頻器上的應用

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，對整個(gè)系統進(jìn)行操作及控制。包括對功率單元PWM調制，控制 IGBT通斷來(lái)輸出單相脈沖調制波形、通過(guò)主站發(fā)出的命令來(lái)對整個(gè)系統進(jìn)行操作、故障時(shí)候的對整個(gè)系統的重要保護以及相關(guān)數據信息的顯示。鑒于高壓變頻器對系統可靠性高，抗干擾性強及擴展性豐富等特點(diǎn)，本主控系統采用臺達生產(chǎn)的DVP系列PLC和DOP-B系列觸摸屏來(lái)參與控制。

　　DVP系列可編程邏輯控制器以高速、穩健、高可靠度應用于許多工業(yè)自動(dòng)化機械上；除了具有快速執行邏輯運算、豐富的指令集、多元擴充功能卡及高性?xún)r(jià)比等特色外，并且支持多種通訊規范。 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115200bps，兩通訊口可以同時(shí)使用。其提供了針對ModBus ASCII/RTU模式的專(zhuān)用通訊指令，這樣在編寫(xiě)通訊程序時(shí)就可以大大簡(jiǎn)化，無(wú)需像用串行數據傳送指令RS那樣要進(jìn)行復雜的校驗碼計算和遵循復雜的指令格式。

　　DOP人機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，并可自由設定適合的通訊規范。

2．系統方案

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

　　PLC的COM2作為主站，主要用于系統的邏輯判斷、故障保護、DSP從站讀寫(xiě)操作等。PLC的COM1為從站來(lái)和HMI通訊，及時(shí)準確的將系統中的信息顯示在HMI上。在操作模式為本地控制時(shí)，由HMI來(lái)對整個(gè)系統進(jìn)行操作。模擬量模塊用來(lái)采集變壓器柜中的溫度信號，將溫度控制器傳送來(lái)的4~20mA換算成對應的溫度值來(lái)進(jìn)行顯示，根據溫控器保護信號來(lái)對系統過(guò)溫信號和超高溫信號進(jìn)行保護。利用EH2-L系列PLC的高擴展性功能，選擇性的擴展 PFORIFUS通訊模塊、以太網(wǎng)通訊模塊來(lái)滿(mǎn)足不同客戶(hù)的需求。通過(guò)臺達PLC支持的標準Modbus通信協(xié)議，用戶(hù)可以通過(guò)該端口來(lái)對系統進(jìn)行遠程訪(fǎng)問(wèn)。

2.1主控框圖如下

2.2系統I/O點(diǎn)配置

2.3臺達PLC在系統中的功能簡(jiǎn)述

　　根據系統要求，對程序進(jìn)行編制來(lái)完成相關(guān)功能的實(shí)現，具體功能如下：

　　系統邏輯判斷：系統透過(guò)PLC的邏輯判斷來(lái)給出系統相關(guān)狀態(tài)的標志位，如系統就緒，高壓合閘允許、高壓已合、請求運行以及系統運行中等等。

　　故障保護：通過(guò)讀取主控DSP中的故障信息來(lái)將系統中的信息在HMI上作出顯示，遇到重故障信息迅速斷開(kāi)高壓變頻器前端斷路器來(lái)切斷設備電源，對系統進(jìn)行保護。

　　系統數據讀?。豪肞LC上的RS485通訊來(lái)和DSP進(jìn)行通訊，通過(guò)查詢(xún)的方式來(lái)讀取系統運行時(shí)候的電流、電壓、頻率等數值以及對整個(gè)系統進(jìn)行參數設定。

　　其他功能：該功能中包括事件記錄顯示、PID功能調節、系統溫度顯示等?？蛻?hù)也可以通過(guò)系統中添加的DVP-F485S通訊擴展卡來(lái)遠程讀取PLC中開(kāi)關(guān)量狀態(tài)及寄存器中的值。

　　本系統采用了臺達EH2-L系列PLC，具有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：

　　?優(yōu)異的運算功能

　　?可左側擴充高速模組。

　　?可搭配多樣化的特殊擴充模塊與功能卡。

　　?支持2軸直線(xiàn)/圓弧運動(dòng)控制

　　?龐大的程序存儲空間

2.4臺達HMI系統中功能簡(jiǎn)述

　　通過(guò)畫(huà)面組態(tài)，我們可以由系統主界面對整個(gè)高壓變頻器進(jìn)行啟動(dòng)、自由停機等操作。實(shí)時(shí)的將系統運行中的輸入、輸出電流、運轉頻率實(shí)時(shí)的顯示在HMI上。在進(jìn)入功能設定界面來(lái)修改系統的操作模式、修改系統密碼。參數設定界面能夠很方便的對系統進(jìn)行參數設定。故障界面則及時(shí)的顯示系統運行中的故障信息。同時(shí) HMI能將系統中的事件記錄無(wú)遺漏的進(jìn)行儲存，讓用戶(hù)和售后人員了解產(chǎn)品歷史故障信息！

系統運行中HMI顯示畫(huà)面如下 ：

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

　　?精細高畫(huà)面的顯示

　　?完善的故障檢測功能，保證設備運行可靠。

　　?人性化的編程軟件，給客戶(hù)編程工作帶來(lái)了極大的方便。

　　?能更好的根據工藝的要求進(jìn)行修改設計，進(jìn)一步提高了客戶(hù)在行業(yè)中的競爭力。

　　?高容量記憶區

3.小結

　　將臺達機電產(chǎn)品應用在臺達高壓變頻器上，是對臺達機電產(chǎn)品的又一檢驗。經(jīng)過(guò)高壓變頻器在多方場(chǎng)合的運行，臺達PLC和HMI交了份滿(mǎn)意的答卷，其可靠性、穩定性得到客戶(hù)的肯定。

【參考文獻】

（1）臺達DVP-PLC應用技術(shù)手冊 臺達內部資料 2007

（2）臺達DOP-B系列人機界面使用手冊 臺達內部資料 2007

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