基于以太網的vvvf參數在線監(jiān)控系統

1、<p>　　基于以太網的VVVF參數在線監(jiān)控系統</p><p>　　1  引言    隨著工業(yè)自動化以及電力電子技術的飛速發(fā)展，VVVF的使用越來越廣泛，而計算機技術尤其是以太網網絡技術的發(fā)展，使得遠程控制變得簡單可行。而現有的介紹如何利用軟件在線對VVVF調速系統的參數進行調整的文章不多，本文就是要介紹使用Rockwell公司的RSView32軟件對All

2、en-Bradley 公司1305變頻調速器參數進行在線讀寫控制，最終實現對三相交流異步電機的控制。</p><p>　　2  相關硬件2.1 以太網簡介    以太網系統最早是由施樂(Xerox)公司創(chuàng)建的，現在使用的以態(tài)網(EtherNet)采用總線式拓撲結構和IEEE802.3標準的CSMA/CD(載波偵聽多點存取/沖突檢測)協議。以太網是目前應用最為

3、廣泛的計算機網絡，與現場總線相比，它具有成本低廉，通信速率高(目前比較普遍的以太網通信速率為10M)，開放性好，協議簡單且可植性強以及可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ蟮葍?yōu)點。因此可以預見的是，不斷完善的工業(yè)以太網技術一旦解決原有的以太網通信實時性、缺合適的工業(yè)控制應用層規(guī)范、網絡安全威脅等技術難題，以太網將全面應用于工業(yè)控制網絡。2.2 設備網簡介    在設備層采用的設備網(DeviceNet)網絡是一種低層網絡

4、，設備網(DeviceNet)網絡是90年代中期發(fā)展起來的一種基于CAN技術的開放型符合全球工業(yè)標準的低成本、高性能的通信網絡。它通過一根電纜將諸如可編程序控制器、傳感器、HIM、變頻器等現場智能設備連接起來，是一種分布式控制系統。設備網與一般的通信總線相比具有突出的高可靠性實時性和靈活性。其主要特點可以概括如下: (1)采用基于CAN的多主</p><p>　　3  系統結構和網絡組成

5、    系統如圖1采用以太網＋設備網的通訊體系,以太網作為信息管理子層，用于上位機傳送調度指令和信息，可以實現比較長的空間跨距傳輸數據;設備網通過一個開放的網絡，將底層的設備直接和車間級控制器相連，而無需通過硬線將它們與I/O模塊連接。</p><p>　　圖1    系統網絡結構圖</p><p>　　在工業(yè)控制現場，這種多支線

6、的網絡允許用戶用一根電纜去連接500m以內的設備并遠至各個工藝控制單元的用戶可編程序控制器。因此，本文介紹的網絡體系也具有實際的參考價值。    (1) 設備層 在這一層上，現場控制設備直接與現場各類裝置(如傳感器、驅動器等)相連，對所連裝置實施監(jiān)測、控制，同時與上層相連，接收管理信息，并向上傳送裝置的特性數據和采集的實時數據。    (2) 信息層 這一層根據生產特點，協

7、調各下層單元的參數設定，是生產的總協調員和控制器。其特點是數據量大而實時性要求不高。它的開放性協議使各種主計算機和不同廠商的PLC可以互聯，在必要時也可以進行一些控制和協調。這一層采用符合公共標準的TCP/IP協議的以太網。</p><p>　　4  通訊組態(tài)和軟件開發(fā)    項目利用Rockwell公司開發(fā)的軟件RSLinx實現PC機與網上各設備建立通信的軟件。它的作

8、用相當于網絡中的通信與數據交換服務器，利用RSLogix500用于編寫梯形圖程序下載到SLC5/05中。利用RSNETWorx軟件進行SCANPORT I/O映象配置以及所需控制參數的選擇(注:需要實現計算機與設備網上設備直接通訊的DeviceNet通道下載或直接利用變頻器的HIM手動設置)。項目使用RSVew32軟件進行基于win32標準的人機接口界面的開發(fā)。它還提供了對整個系統的監(jiān)視、控制和數據采集功能于一體。4.1 以太網組

9、態(tài)    主要是進行RSLogix 500編程:    首先得通過RS-232下載程序，把“Channel Configuration”中的IP傳遞給CPU，然后在RSLinx中組態(tài)Ethernet:配置網絡名、網絡協議〔TCP/IP〕、通信設備類型以及帶寬地址。然后，讓RSLinx自動搜索網絡節(jié)點，如能正確識別各節(jié)點就完成了以太網網絡平臺的建立。4.2 選擇參數控制

10、    Allen-Bradley公司生產的1</p><p>　　4.3 程序編寫    利用羅克韋爾(Rockwell)公司的RSLogix500程序對SLC5/05進行梯形圖編程，程序主要實現的是變頻器頻率設定、起?？刂埔约皡祵ぶ房臻g分配的功能。啟動控制的數值由邏輯控制字決定，頻率輸入基準值與實際頻率成比例K。</p>&l

11、t;p>　　K=(fsmax-fsmin)÷(fmax-fmin)  (1)式(1)中fsmax是設定的最高頻率的對應實際數值， fsmin是設定的最高頻率對應的實際數值，fmax是最高頻率，fmin是最低頻率。本項目設定fsmax=32676， =0，fmax =60Hz，fmin =0Hz，所以求出K 546。由于1305變頻器的Adapter I/O 組參數對應共16個字，故在SLC中分配了16個字的

12、空間。4.4 界面開發(fā)    使用RSView32設計人機交互界面系統。主要界面，共有近30個，用來實現各種不同的功能。系統可以分為3大部分:遠程控制，歷史記錄和安全機制。最后運行工程，主要界面見圖2。高級設置可以進行變頻器的參數修改，當前狀態(tài)用來讀取變頻器當前參數值.4.5 V/F線選擇    1305變頻器支持V/F控制功能，為了改善拖動系統在變頻后的機

13、械特性，根據工業(yè)現場不同負載類型的實際需要，項目設置了如圖3所示4種補償不同的V/F供用戶選擇，其類型主要是由高級設置組的參數所決定。    (1) 標準補償模式:恒轉矩的V/F線。    (2) 自定義模式:針對</p><p>　　圖2     啟動控制界面圖圖3   &#

14、160; V/F補償線選擇圖</p><p>　　(3) 啟動/運行補償模式:針對某些負載要求有較高的啟動轉矩而采用的補償線。   (4) 扇/泵模式:顧名思義，風機和泵類負載的阻轉矩與轉速的二次方成正比，所以這種模式是負補償的V/F線。需要注意的是，設定V/F線的原則是，以最低工作頻率時能帶動負載為前提，盡量減小補償程度。a) 標準補償模式 b)自定義模式c)運行補償模式d)

15、扇/泵模式</p><p>　　5  結束語    基于CAN技術和相關協議的設備網已成為新一代開放式自動化控制系統的基礎，而以太網不但滿足一般網絡的條件，目前也是最為廣泛的計算機通信技術。利用這兩層網絡架構的VVVF參數在線監(jiān)控方法結構清晰、操作方便，而且伴隨著電力電子技術以及工業(yè)以太網技術的不斷完善，相信基于以太網的參數監(jiān)控系統在應用VVVF的工業(yè)現場實際應用將是前

16、途無限。</p><p>　　參考文獻    [1] 浙江大學羅克韋爾自動化技術中心. 可編程序控制器系統[M] 浙江大學出版社,1999.    [2] Allen－Bradley.1305 Adjustable Frequency AC Drive (Series C) User Manual.[M]    [3