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案例頻道摘要：本文主要介紹了在高壓變頻器電氣控制系統(tǒng)中，采用了臺達(dá)公司的AE系列觸摸屏與西門子S7-200系列PLC以及兩塊客戶自己開發(fā)的單片機(jī)通訊形成的高壓變頻器控制系統(tǒng)。
1 引言
隨著我國《節(jié)約能源法》的頒布與實施，節(jié)能成為國家發(fā)展經(jīng)濟(jì)的一項長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針。而變頻器作為一種調(diào)速節(jié)能的產(chǎn)品，在石油、化工、建材、電力、礦山、塑料、冶金、水利等工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用，成為工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中不可或缺的工具。而PLC、HMI、單片機(jī)等作為高壓變頻器中的電氣控制核心，這些產(chǎn)品的功能與性能關(guān)系著整個高壓變頻器系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
本文以山東某高壓變頻器制造商生產(chǎn)的高壓變頻器為例，介紹了臺達(dá)AE系列觸摸屏在高壓變頻器上的應(yīng)用，以供大家參考。
2 工藝描述、控制內(nèi)容及功能要求
2.1 工藝描述
10KV高壓變頻器簡圖
高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2.2 控制內(nèi)容及功能要求
2.2.1 通過AE系列觸摸屏的COM1通訊口特有的宏指令功能實現(xiàn)與高壓變頻器主板顯示單片機(jī)的通訊，主板顯示單片機(jī)通訊協(xié)議如下：
2.2.1.1 物理接口：異步傳輸方式，1個起始位，1個停止位，無校驗，電氣接口為RS232C，傳輸速率為19200bit/s。
2.2.1.2 傳輸數(shù)據(jù)幀格式：
報文長度L為發(fā)送的總字節(jié)數(shù)
幀校驗和為啟動字符至校驗和前的數(shù)據(jù)單字節(jié)算術(shù)累加和的低字節(jié)
2.2.1.3 具體內(nèi)容：
① 啟動字符：68H
② 報文長度L：07H
③ 命令代碼：
讀運行參數(shù)與狀態(tài)：
發(fā)送命令為：68H 07H 01H 01H 00H 71H 16H
返回14個字節(jié)。
運行狀態(tài)：16位，低位在前（第8字節(jié)），高位在后（第9字節(jié)），組成一個字：
位0：1——開機(jī)，0——停機(jī)
位1：硬件過流保護(hù)，1——保護(hù)，0——無保護(hù)
位2：PDP保護(hù)，1——保護(hù)，0——無保護(hù)
位3：外部異常保護(hù)，1——保護(hù)，0——無保護(hù)
位4：備用
位5：軟件過流保護(hù)，1——過流，0——無過流（過流1分鐘）
位6：1.8倍過流，1——過流，0——無過流
位7：1——外控狀態(tài)，0——內(nèi)控狀態(tài)
高8位：01——硬件保護(hù)，02——PDP保護(hù)，03——外部異常，04——備用，05——過流，06——1.8倍過流
校驗碼為：從第2字節(jié)到第12字節(jié)的算術(shù)累加和的低字節(jié)
④ 鏈路用戶數(shù)據(jù)(兩個字節(jié))：低位在前，高位在后
⑤ 幀校驗和(CS)：啟動字符至校驗和前的數(shù)據(jù)單字節(jié)算術(shù)累加和的低字節(jié)
⑥ 結(jié)束字符：16H
2.2.2 通過AE系列觸摸屏的COM2通訊口特有的宏指令功能實現(xiàn)與高壓變頻器單元故障檢測單片機(jī)的通訊，單元故障檢測單片機(jī)通訊協(xié)議如下：
2.2.2.1物理接口：異步傳輸方式，1個起始位，1個停止位，無校驗，電氣接口為RS232C，傳輸速率為19200bit/s。
2.2.2.2 要求數(shù)據(jù)指令：E9
2.2.2.3 返回數(shù)據(jù)格式：
① 2，3，4，5，6，7字節(jié)：
每2位表示一個單元：00——正常，01——溫度，10——過壓，11——過流
每字節(jié)四個單元，由高到低順序排列
② 8，9字節(jié)：
在每相的單元故障數(shù)中，如果單元數(shù)超過7時，均為111，即最大為7，后位0和位1配合主板通信中的01H命令代碼使用：
命令格式：68H，07H，01H，第9字節(jié) OR 01H），第8字節(jié)，校驗和，16H
③ 校驗碼：第10字節(jié)，為字節(jié)2-字節(jié)9累加和的低字節(jié)數(shù)。
④ 對于一相10個功率單元的10KV變頻器時，返回數(shù)據(jù)比原來多2個字節(jié)，在第7個字節(jié)和8個字節(jié)間加入2個字節(jié)，整個數(shù)據(jù)長度變?yōu)?3個字節(jié)，其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義不變，校驗碼為字節(jié)2到字節(jié)11累加和的低字節(jié)數(shù)。
新加第8字節(jié)和第9字節(jié)：
3 臺達(dá)自動化產(chǎn)品解決方案
電氣控制方案簡圖
本系統(tǒng)采用了臺達(dá)AE系列觸摸屏方案。具有以下幾大優(yōu)點：
4.1 通過AE系列觸摸屏特有的宏指令功能實現(xiàn)與兩塊單片機(jī)的通訊，即有效降低了成本，也使自由通訊的方式變得簡單易用。
4.2 完善的故障檢測功能，保證設(shè)備運行可靠。
4.3 人性化的編程軟件，給客戶編程工作帶來了極大的方便。
4.4 新的控制系統(tǒng)不僅給客戶帶來了成本的極大優(yōu)化，并且能更好的根據(jù)工藝的要求進(jìn)行修改設(shè)計，進(jìn)一步提高了客戶在行業(yè)中的競爭力。
4.5 依靠臺達(dá)大陸子公司中達(dá)電通強(qiáng)大的銷售與售后支持網(wǎng)絡(luò)，使客戶的設(shè)備在任何地方均可享受快捷、便利、優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)。
作者信息：
李振 PLC 產(chǎn)品處
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號