基于EV3000的变频调速监控系统设计

2011-05-03 09:57:20来源: 互联网
    随着计算机技术,电力电子技术和控制技术的飞速发展,变频器在工业中具有提高工艺质量和生产效率的重要作用。EV3000变频器是艾默生公司生产的高品质、多功能、低噪音的矢量控制通用变频器。通过对电机磁通电流和转矩电流的解耦控制,实现转矩的快速响应和准确控制,能以高控制精度进行宽范围的调速运行。变频调速电动机与变频器构成的调速系统与其他调速方式相比,最主要的特点是具有高效率的驱动性能,良好的控制特性,节能效果明显、调速性能好、调速比宽、快速响应性优良、应用范围广、性价比高等优点,是目前交流调速方案中最先进的系统之一。
    本文从计算机对变频器进行监测和控制的角度,以目前应用较多的艾默生变频器为控制对象,介绍变频器的计算机监控系统的硬件构成、软件设计、以及通讯原理和通讯命令。该系统已在实际项目中经现场测试验证。

1 监控系统硬件结构
    监控系统硬件总体结构设计中,上位机作为主控单元,为了使计算机与变频器之间能够通信,应在两者之间安装一个转换接口,这样计算机通过RS232/RS485转换接口连接到EV3000变频器,通过变频器驱动控制变频电机,变频电机驱动转台旋转。编码器把电机转动信息反馈至变频器,从而实现上位机发送通信命令控制变频器,变频器响应命令驱动电机使转台动作,编码器把反馈信息回传给变频器,完成控制流程。监控系统的硬件结构如图1所示。


    根据实际工作环境,该系统中上位PC机选择研华工控机,采用EV3000变频器作为监控系统核心控制器件,使用变频器可加强系统的保护功能,实现过压、过流、欠压、断路及短路等保护功能;实现了无级调速,调速范围宽,特性曲线好,控制精度高,节能效果好;变频电机采用嘉兴巨能电机厂生产的YVP系列变频调速三相异步电动机,该电动机调速范围宽、振动小、噪声低、能与各种SPWM变频装置相配套。构成交流变频无级调速系统。

2 监控系统通信方式
    为了实现PC机与变频器之间的通讯,首先要了解它们之间的通信协议。计算机与变频器之间采用十六进制数,数据在计算机与变频器之间自动使用ASCII码传输。PC机后台为主机,变频器为从机。采用主机“轮询”,从机“应答”的通信方式。
    数据帧结构为:帧头、用户数据、帧尾。帧头:包括起始字节、从机地址;帧尾:校验数据(异或校验);用户数据:包括参数数据和过程数据;参数数据:包括功能码操作命令,响应、功能码号、功能码设定/实际值,在短帧中没有参数数据;过程数据:包括主机控制命令/从机状态响应、主机运行主设定/从机运行实际值。
    EV3000可以通过长短帧进行通信。短帧用于独立传送自动控制系统所需的控制字和状态字;长帧既包括控制字和状态字又含有涉及操作控制、观测、维护以及诊断等的内容(所具有的内容受变频器自身功能的限制)。本文以长帧为例进行说明。从计算机(控制器)到变频器的通信发送帧格式如图2所示。从变频器到计算机(控制器)的通信接收帧格式如图3所示。


    EV3000的参数定标说明如下:
    1)频率的定标为1:100。欲使变频器以50 Hz运转,则主设定应为1388H(5 000)。
    2)时间的定标为1:10。欲使变频器加速时间为30 s,则功能码设定应为012CH(300)。
    3)电流的定标为1:10。若变频器反馈电流为012CH,则该变频器当前电流为30 A。

3 监控系统软件设计
    软件设计基于Windows平台的可视化集成开发工具Delohi软件,利用Delphi的第三方提供的Spcomm控件,可简单便捷地实现应用程序的串行通信。Spcomm主要属性方法包括:1)CommName:设置串口;2)BaudRate:设置波特率;3)Paritv:奇偶校验位;4)ByteSize:设定的字节长度;5)StopBits:停止位;6)Startcomm方法,用于打开串口;7)StopComm方法用于关闭串口;8)WriteCommData方法用于将一个字符串发送到写进程。监控界面如图4所示。


    监控程序界面主要用于用户和变频调速系统之间交互。通过此界面,用户一方面可以方便地控制电机动作,另一方面,也可实时监控变频调速器的一些比较重要的参数,如电流、频率、电机的转矩及转速等,观察其运行状况是否正常。在计算机通信前必须对串口进行初始化,而且参数要与变频器参数相同,否则不能通信。变频器通信程序流程如图5所示。

在实际应用中,通过计算机控制软件设定相应频率使转台在匹配的加速度下运行。表1中列出变频器频率f,转台法向加速度G,转台角速度ω,转台转速N之间的对应关系。

 


    图6是变频电机驱动转台按表1中3种频率变换动作,逐级递升使转台法向加速度在40,60,80 g下转动。通过分析实验数据可知,上位机监控软件能够稳定、准确的控制变频电机动作,完成操作流程。

4 结束语
    实验证明基于艾默生EV3000变频调速监控系统成功实现了对电机的正常驱动和运行状态监控,简化了控制逻辑系统,操作简单方便。通过上位机对电机的实时监控,大大提高了电机的运转稳定性,从而实现电机的稳定安全运行。

关键字:变频调速  监控  监控系统  监控系统设计

编辑:eeleader 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2011/0503/article_5751.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
变频调速
监控
监控系统
监控系统设计

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved