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　　摘要：本文主要介紹在高壓變頻器電氣控制系統中采用臺達AE系列觸摸屏與西門子S7-200系列PLC以及客戶自己開發的單片機嵌入式通訊裝置形成的高壓變頻器控制系統。

　　1 引言

　　隨著國家能源法律的頒布與實施，節能成為國家發展經濟的一項長遠戰略方針。而變頻器作為一種調速節能的產品，在石油、化工、建材、電力、礦山、塑料、冶金、水利等工業生產中發揮著越來越重要的作用，成為工業生產以及日常生活中不可或缺的工具。而PLC、HMI、單片機等作為高壓變頻器中的電氣控制核心，這些產品的功能與性能關系著整個高壓變頻器系統的穩定運行。本文以山東某高壓變頻器制造商生產的高壓變頻器為例，介紹了臺達AE系列觸摸屏在高壓變頻器上的應用，以供大家參考。

　　2 高壓變頻器系統

    高壓變頻器的電柜結構由多個并列單柜組成，每個單柜擔負完全不同的系統功能，外形如圖1所示，系統結構如圖2所示。

圖1   10KV高壓變頻器

圖2   高壓變頻調速系統結構圖

　　系統在控制系統中采用臺達AE系列觸摸屏，通過COM3實現與西門子S7-200系列PLC的通訊，同時，通過COM1與COM2特有的宏指令功能實現與單片機的通訊。實現對高壓變頻器的啟動/停止、運行頻率、上升下降時間、工作曲線、V/F曲線、死區補償、低頻補償等參數的設定以及輸出頻率、輸出電壓、輸出電流、運行狀態等參數的讀取，如圖3所示。

圖3   電氣控制方案簡圖

　　3 觸摸屏通訊設計

　　3.1 COM1通訊口編程設計

　　通過AE系列觸摸屏的COM1通訊口特有的宏指令功能實現與高壓變頻器主板顯示單片機的通訊，主板顯示單片機通訊協議分述如下。

　　（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）傳輸數據幀格式：

　　其中：

　　報文長度L(07H)為發送的總字節數；幀校驗和（CS）為啟動字符至校驗和前的數據單字節算術累加和的低字節；命令代碼（C）定義如下：

　　在設定的參數中：用兩個字節，低字節在前，高字節在后；命令發送后，如果接收正確就返回字節A0H代碼，如果接收不正確就不返回任何代碼。

　　（3）讀運行參數與狀態：發送命令為：68H  07H  01H  01H  00H  71H  16H，返回14個字節定義如下：

　　其中：

　　返回的字節中，低位在前，高位在后，全是十進制數。

　　運行狀態：16位，低位在前（第8字節），高位在后（第9字節），組成一個字：

　　位0：1——開機，0——停機

　　位1：硬件過流保護，1——保護，0——無保護

　　位2：PDP保護，1——保護，0——無保護

　　位3：外部異常保護，1——保護，0——無保護

　　位4：備用

　　位5：軟件過流保護，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，0——內控狀態

　　高8位：01——硬件保護，02——PDP保護，03——外部異常，04——備用，05——過流，06——1.8倍過流。

　　校驗碼為從第2字節到第12字節的算術累加和的低字節：鏈路用戶數據(兩個字節)：低位在前，高位在后；幀校驗和(CS)：啟動字符至校驗和前的數據單字節算術累加和的低字節；結束字符：16H。

　　3.2 COM2通訊口編程設計

　　通過AE系列觸摸屏的COM2通訊口特有的宏指令功能實現與高壓變頻器單元故障檢測單片機的通訊，單元故障檢測單片機通訊協議分述如下。

　　（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）請求數據宏指令：E9。E9返回數據格式如下：

　　（3）E9返回數據內容定義：第2、3、4、5、6、7字節：每2位表示一個單元：00——正常，01——溫度，10——過壓，11——過流，每字節四個單元，由高到低順序排列。

　　第 8，9字節定義如下：

　　（4）在每相的變流單元故障數中，如果單元數超過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： OR 01H；第8字節校驗和：16H；校驗碼：第10字節，為字節2~字節9累加和的低字節數。

　　對于一相10個功率單元的10KV變頻器時，返回數據比原來多2個字節，在第7個字節和8個字節間加入2個字節，整個數據長度變為13個字節，其他數據結構定義不變，校驗碼為字節2到字節11累加和的低字節數。其中新加第8字節和第9字節定義如下：

　　4 結束語

　　本系統采用了臺達AE系列觸摸屏解決方案，通過AE系列觸摸屏特有的宏指令功能實現與兩塊單片機的通訊，即有效降低了成本，也使自由通訊的方式變得簡單易用。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，給客戶編程工作帶來了極大的方便，新的控制系統不僅給客戶帶來了成本的極大優化，并且能更好的根據工藝的要求進行修改設計，進一步提高了客戶在行業中的競爭力，依靠臺達大陸子公司中達電通強大的銷售與售后支持網絡，使客戶的設備在任何地方均可享受快捷、便利、優質的售后服務。