基于labview的工控機與變頻器間通訊的設計和實(shí)現

1 引言

　　風(fēng)力發(fā)電機組中的齒輪箱是一個(gè)重要的機械部件，而其中軸承性能的好壞對齒輪箱的性能起著(zhù)至關(guān)重要的作用。根據用戶(hù)要求，齒輪箱軸承出廠(chǎng)前要在模擬實(shí)際工況的試驗機上進(jìn)行測試。即齒輪箱軸承需在不同轉速、載荷下進(jìn)行性能試驗和壽命試驗。齒輪箱軸承轉速的改變是由變頻器驅動(dòng)變頻電機實(shí)現的。變頻器運行頻率的設定有三種方法：一是通過(guò)面板手工調節，這種方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足頻率頻繁變化時(shí)使用需要。二是通過(guò)變頻器的外部接口，外接模擬信號來(lái)控制設定頻率。這種方式雖然簡(jiǎn)單，但存在設定頻率不準確的問(wèn)題，當外接模擬信號波動(dòng)時(shí)，變頻器的設定頻率也隨之變化。三是通過(guò)變頻器的通訊口，利用參數設定指令來(lái)進(jìn)行頻率參數設定。這種方法能準確地控制變頻器的頻率。下面以臺達vfd-b系列變頻器為例，介紹一種基于labview軟件利用串口實(shí)現工控機與變頻器間通訊，進(jìn)行頻率參數設定、監視輸出電流的方法。

　　2 通訊系統總體設計

　　本系統所采用的通訊方式是利用美國ni公司的工控機與臺達vfd-b系列變頻器的rs-485串口通訊。工控機的控制器為 ni pxi-8106，自帶1個(gè)rs-232通訊串口。由于系統還需要與儀表和plc通訊，而且變頻器、儀表和plc三者之間的通訊協(xié)議不同，工控機另配有1 塊串行通訊模塊ni pxi-8431（含有兩個(gè)rs-485串口）。使用工控機rs-232串口和臺達變頻器的rs-485串口通訊，中間需加rs-232/rs-485轉換器，如圖1所示。如果使用串行通訊模塊ni pxi-8431的rs-485串口，須用db-9連接器連接工控機的rs-485串口與變頻器的rs-485串口，如圖2所示

　　圖1 系統通訊示意圖

　　圖2 系統通訊示意圖

　　3 系統硬件接口

　　臺達vfd-b系列變頻器的通訊口引腳定義、db-9連接器引腳定義、rs-232/rs-485轉換器的接線(xiàn)端子排列見(jiàn)表1。

　　表1 接線(xiàn)端子排列

　　臺達vfd-b 系列變頻器通訊口使用的是水晶頭，只需壓兩根線(xiàn)，為了減少干擾，通訊線(xiàn)最好使用雙絞屏蔽線(xiàn)。使用工控機的rs-485通訊口時(shí)，須把db-9的4腳與8腳短接，然后連接變頻器的4：sg+，把db-9的5腳與9腳短接，然后連接變頻器的3：sg-，見(jiàn)圖3。使用工控機的rs-232通訊口時(shí)，接線(xiàn)方法是把 rs-232/rs-485轉換器的d+/a連變頻器的4：sg+，d-/b連變頻器的3： sg-，見(jiàn)圖4。

　　圖3 db-9與變頻器rs485連線(xiàn)圖