【正文】 同時(shí)也非常感謝張釗源、任盼等同學(xué)和何向菊（合康變頻）等幾位工程師 對(duì)我的幫助，共同度過這段充實(shí)的工作，謝謝。這些將是我以后工作的寶貴經(jīng)驗(yàn)，也是我即將參加工作的起點(diǎn)。 通過長(zhǎng)時(shí)間在企業(yè)中的實(shí)訓(xùn)和對(duì)個(gè)方面資料的查閱基本上達(dá)到了預(yù)期所要完成的目標(biāo)，實(shí)際操作中也切實(shí)可行，對(duì)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性也進(jìn)行了確定。 4） 在上微機(jī)上能夠知道變頻器的工作狀態(tài)。根據(jù)是否出現(xiàn)故障或者故障維修后兒自動(dòng)（手動(dòng)）實(shí)現(xiàn)變頻器運(yùn)行的工頻（或者頻工）投切操作，避免了因?yàn)槌霈F(xiàn)故障兒造成的重大損失和安全事故。同樣變頻器在現(xiàn)代的市場(chǎng)中也是 普遍的得到大部分企業(yè)廠家的認(rèn)知與認(rèn)可，而實(shí)現(xiàn)其在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的通訊則讓人更好的實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的要求。而組態(tài)軟件的開放性及組態(tài)環(huán)境的可擴(kuò)展性為用戶提供了其存在的巨大潛力。 本次調(diào)試試驗(yàn)中基本上比較成功的連接了上位機(jī)和變頻器，實(shí)現(xiàn)了用組態(tài)軟件搭建上位機(jī)與變頻間的通信，并成功的在上微機(jī)上對(duì)變頻器西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 的主要操作部分進(jìn)行了控制，例如給定頻率、運(yùn)行方式、系統(tǒng)狀態(tài)等都可以有上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。 4） 在上微機(jī)上能夠知道變頻器的工作狀態(tài)。 2） 由上位機(jī)控制變頻器單元的手動(dòng)（自動(dòng)）旁路（切換）功能。 （ 2） 組態(tài)王軟件設(shè)置 1） 建立一個(gè)新項(xiàng)目 2） 添加新驅(qū)動(dòng) 3） 設(shè)置串口 4）定義設(shè)備變量 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 （ 3） 合康變頻器與組 態(tài)王變量對(duì)應(yīng)關(guān)系 合康變頻器 組態(tài)王 組態(tài)王數(shù)據(jù)類型 03H 功能碼 4 USHORT 223 40548 USHORT 10H 功能碼 9 USHORT 223 90548 USHORT 05H 0 BIT 2500 9473 BIT 2501 9474 BIT 作者姓名： 論文題目 ：用組態(tài)王構(gòu)建上位機(jī)與變頻器通訊 32 第四章結(jié)果與結(jié)論 設(shè)計(jì)結(jié)果 根據(jù)對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及接線后實(shí)驗(yàn)得到以下結(jié)果： 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試實(shí)驗(yàn)圖：變 頻器人機(jī)界面顯示、測(cè)試工裝、變壓器柜內(nèi)溫度顯示以及變頻器故障信息測(cè)試。 按鈕：故障信息、退出按鈕 （ 1） 變量的定義： 例： 321 離散變量 圖 321 離散變量建立示意圖 322 實(shí)行變量 圖 322 實(shí)行變量建立示意圖 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 323 字符串變量 圖 323 字符串變量建立示意圖 注意： 對(duì)于 組態(tài)王 中一些字符串變量腳本的編譯，用的是類 C 程序的語言，而不是 C 語言。 “上位機(jī)控制系統(tǒng)”畫面的設(shè)計(jì) 在“上微機(jī)控制系統(tǒng)”界面中主要設(shè)置的有：控制部分、功能參數(shù)及其他（見界面）等。 2） 新畫面屬性設(shè)置如下：（根據(jù)需要填寫） 畫面名稱： 上位 控制主界面 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 對(duì)應(yīng)文件： （自動(dòng)生成，也可以用戶自己定義） 注釋：主界面 —— 主畫面 畫面風(fēng)格：覆蓋式 畫面位置： 左邊： 0 頂邊： 0 顯示寬度： 1024 顯示高度： 768 畫面寬度： 1024 畫面高度： 768 標(biāo)題桿：無效 大小可變：有效 3） 在對(duì)話框中單擊“確定” 組態(tài)王軟件將按照您指定的風(fēng)格產(chǎn)生出一幅名為“上位控制主界面”的畫面。 保存數(shù)值 選擇此項(xiàng)后，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)變量的值發(fā)生變化后，系統(tǒng)將自動(dòng)保存該值。用類似的方法建立其他變量。 特殊變量類型有報(bào)警窗口變量、歷史趨勢(shì)曲線變量、系統(tǒng)變量三種。 1） 內(nèi)存離散變量、 I/O 離散變量 類似一般程序設(shè)計(jì)語言中的布爾（ BOOL）變量，只有 0、 1 兩種取值，用于表示一些開關(guān)量。這種數(shù)據(jù)交換是雙向的、動(dòng)態(tài)的，就是說在組態(tài)王系統(tǒng)運(yùn)行過程中，每當(dāng) I/O 變量的值改變時(shí)，該值就會(huì)自動(dòng)寫入外部設(shè)備或遠(yuǎn)程應(yīng)用程序；每當(dāng)外部設(shè)備或遠(yuǎn)程應(yīng)用程序中的值改變時(shí)，組態(tài)王系統(tǒng) 中的變量值也會(huì)自動(dòng)改變。工程開發(fā)人員無須關(guān)心復(fù)雜的動(dòng)態(tài)庫代碼及設(shè)備通訊協(xié)議，只須使用組態(tài)王提供的設(shè)備定義向?qū)?，即可定義工程中使用的 I/O 設(shè)備，并通過變量的定義實(shí)現(xiàn)與 I/O 設(shè)備的關(guān)聯(lián)，對(duì)用戶來說既簡(jiǎn)單又方便。 工程瀏覽器：工程瀏覽器是一個(gè)工程開發(fā)設(shè)計(jì)工具，用于創(chuàng)建監(jiān)控畫面、監(jiān)控的設(shè)備及相關(guān)變量、動(dòng)畫鏈接、命令語言以及設(shè)定運(yùn)行系統(tǒng)配置等的系統(tǒng)組態(tài)工具。它適用于從單一設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理和故障診斷，到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)?？刂品绞綖樯衔豢刂?，變頻器地址設(shè)置 為 31。 （ 2）同步切換柜的特性 避免異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)大電流給供電系統(tǒng)和拖動(dòng)系統(tǒng)帶來的不利影響 實(shí)現(xiàn)工頻與變頻之間“無擾動(dòng)”的頻繁切換 可用于各種重載設(shè)備啟動(dòng)場(chǎng)合 可用于“多設(shè)備”投入電網(wǎng)的順序軟啟動(dòng) 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 減少了工頻啟動(dòng)的繁瑣過程 圖 232 鎖相成功前頻、工電壓波形（黃色為電網(wǎng)波形） 圖 234 鎖相成功后頻、工電壓波形（黃色為電網(wǎng)波形） （ 3） 應(yīng)用 在現(xiàn)今的工業(yè)領(lǐng)域，應(yīng)用了許多大型傳 動(dòng)系統(tǒng)，同步切換柜的應(yīng)用場(chǎng)合主要有以下幾種： 運(yùn)行方式無需調(diào)速，但是需要軟啟動(dòng)的重載場(chǎng)合，如煤磨、球磨等 需軟啟動(dòng)但無法脫離變頻電源運(yùn)行的場(chǎng)合 作者姓名： 論文題目 ：用組態(tài)王構(gòu)建上位機(jī)與變頻器通訊 16 恒壓供水場(chǎng)合（多水泵投 /退） 不允許電機(jī)自由停機(jī)，必須要求減速停機(jī)的場(chǎng)合 控制系統(tǒng)外部接線 PLC 供 220VAC 控制電源，將 S7200 微型開關(guān)撥到 Run 位置。 圖 231 接觸器式控制原理圖 作者姓名： 論文題目 ：用組態(tài)王構(gòu)建上位機(jī)與變頻器通訊 14 （ 2） 檢測(cè)回路 檢測(cè)回路是變頻器與同步切換柜的重要環(huán)節(jié)。其中，當(dāng)變頻器長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí) KM0 可選。概括的說， PLC 的工作方式是一個(gè)不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。除此之外期還有一些擴(kuò)展接口、通信接口、智能（ I/O）接口、編程器和一些其他部件等。 ④ 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、 調(diào)試方便。” 可編程控制器的特點(diǎn) PLC 的應(yīng)用及其廣泛，可以說只要有工廠、有控制要求，就會(huì)有 PLC的應(yīng)用。 國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC）曾于 1982 年 11月頒發(fā)了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第一稿， 1985 年 1 月又頒發(fā)了第二稿， 1987 年 2 月頒發(fā)了第三稿。這個(gè)錯(cuò)誤校驗(yàn)是一個(gè) 8 位二進(jìn)制數(shù)，可作為 2 個(gè) ASCII 十六進(jìn)制字節(jié)傳送。 ⑦重復(fù)③ ~⑥，直至該報(bào)文所有字節(jié)均與 16 位寄 存器進(jìn)行“異或”運(yùn)算，并移位 8 次。③把這個(gè) 16 寄存器向右移一位。多項(xiàng)式 的 MSB 略去不記，因其只對(duì)商有影響而不影響作者姓名： 論文題目 ：用組態(tài)王構(gòu)建上位機(jī)與變頻器通訊 10 余數(shù)。習(xí)慣于成串發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備會(huì)首選送出字符的最右位（ LSB最低有效位）。整數(shù)商位忽略不記， 16 位余數(shù)加入該報(bào)文（ MSB先發(fā)送），成為 2 個(gè) CRC 校驗(yàn)字節(jié)。用以構(gòu)成報(bào)文的 ASCII 字符都是十六進(jìn)制字符。 ASCII 可打印字符便于故障檢測(cè)，而且對(duì)于用高級(jí)語言（如 Fortan）編程的主計(jì)算機(jī)及主 PC 很適宜。 } 1） ModBus 的傳輸方式 在 ModBus 系統(tǒng)中有 2 種傳輸模式可選擇。 /* CRC 循環(huán)中的索引 */ while (usDataLen) /* 傳輸消息緩沖區(qū) */ {uIndex = uchCRCHi ^ *puchMsgg++ 。 /* 要進(jìn)行 CRC 校驗(yàn)的 消息 */ unsigned short usDataLen 。在最后一位（第 8 位）完成后，下一個(gè) 8 位字節(jié)又單獨(dú)和寄存器的當(dāng)前值相或。僅每個(gè)字符中的 8Bit數(shù)據(jù)對(duì) CRC 有效，起始位和停止位以及奇偶校驗(yàn)位均無效。 1 個(gè)奇偶校驗(yàn)位，無校驗(yàn)則無 CRC 域是兩個(gè)字節(jié)，包含一 16 位的二進(jìn)制值。 十六進(jìn)制， ASCII 字符 0...9， A...F 在其它網(wǎng)絡(luò)上（象 MAP 和 Modbus Plus） Modbus消息被轉(zhuǎn)成與串行傳輸無關(guān)的幀。錯(cuò)誤檢測(cè)域允許主設(shè)備確認(rèn)消息內(nèi)容是否可用。錯(cuò)誤檢測(cè)域?yàn)閺脑O(shè)備提供了一種驗(yàn)證消息內(nèi)容是否正確的方法。 （ 3） 查詢 — 回應(yīng)周期 1）查詢 查詢消息中的功能代碼告之被選中的從設(shè)備要執(zhí)行何種功能。提供的多個(gè)內(nèi)部通道可允許同時(shí)發(fā)生的傳輸進(jìn)程。 從設(shè)備回應(yīng)消息也由 Modbus 協(xié)議構(gòu)成，包括確認(rèn)要 行動(dòng)的域、任何要返回的數(shù)據(jù)、和一錯(cuò)誤檢測(cè)域。典型的從設(shè)備：可編程控制器?？?制器能直接或經(jīng)由Modem 組網(wǎng)。如果需要回應(yīng)，控制器將生成反饋信息并用 Modbus 協(xié)議發(fā)出。此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu) ,而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。 Modbus 通訊協(xié)議 Modbus 協(xié)議簡(jiǎn)介 Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。由此可見，單元串聯(lián)多電平型變頻器的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力是很明顯的。電流源型變頻器輸入側(cè)的功率因數(shù)比較低，電抗器的發(fā)熱量較大，效率比電壓源型變頻器低 ，由于采用電流控制，輸出濾波器的設(shè)計(jì)比較麻煩，而兩電平 變頻器 的共模電壓和諧波、 dv/dt 問題較突出，所以對(duì)電機(jī)的要求較高。至于高低方式，能夠達(dá)到比較好的調(diào)速效果，但是相比真正 的高壓變頻器，還有如下缺點(diǎn)：效率低，諧波大，對(duì)電機(jī)的要求比較嚴(yán)格，功率較大時(shí)（ 500KW 以上），可靠性較低。 （ 2） 串級(jí)調(diào)速 串級(jí)調(diào)速必須采用繞線式異步電動(dòng)機(jī)，將轉(zhuǎn)子繞組的一部分能量通過整流、逆變?cè)偎突氐诫娋W(wǎng)，這樣相當(dāng)于調(diào)節(jié)了轉(zhuǎn)子的內(nèi)阻，從而改變了電動(dòng)機(jī)的滑差；由于轉(zhuǎn)子的電壓和電網(wǎng)的電壓一般不相等，所以向電網(wǎng)逆變需要一臺(tái)變壓器，為了節(jié)省這臺(tái)變壓器，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)應(yīng)用中普遍采用內(nèi)饋電機(jī)的形式，即在定子上再做一個(gè)三相的輔助繞組，專門接受轉(zhuǎn)子的反饋能量，輔助繞組也參與做功，這樣主繞組從電網(wǎng)吸收的能量就會(huì)減少，達(dá)到調(diào)速節(jié)能的目的。 （ 4） 組態(tài)軟件的控制功能 隨著以工業(yè) PC 為核心的自動(dòng)控制集成系統(tǒng)技術(shù)的日趨完善和工程技術(shù)人員的使用組態(tài)軟件水平的不斷 提高，用戶對(duì)組態(tài)軟件的要求已不像過西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 去那樣主要側(cè)重于畫面，而是要考慮一些實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用功能，如軟件 PLC，先進(jìn)過程控制策略等 。 （ 3） 對(duì) Ieter 的支持程度 現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)已經(jīng)趨向國(guó)際化、分布式的生產(chǎn)方式。因此，大多數(shù)組態(tài)軟件提供了腳本語言的支持。 作者姓名： 論文題目 ：用組態(tài)王構(gòu)建上位機(jī)與變頻器通訊 2 特點(diǎn) （ 1） 數(shù)據(jù)采集方式 大多數(shù)組態(tài)軟件提供多種數(shù)據(jù)采集程序，用戶可以進(jìn)行配置。 （ 2） 組態(tài)軟件的開放性 隨著管理信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的普及，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用已經(jīng)不僅僅局限于數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。 本課題主要完成“用組態(tài)王構(gòu)建上位機(jī)與變頻器通訊”，實(shí)現(xiàn)人機(jī)操作界面，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制，是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)型號(hào)的采集更加方便、簡(jiǎn)潔。充分體現(xiàn)了“工業(yè)技術(shù)民用化”的發(fā)展趨勢(shì)。 Inter 將是實(shí)現(xiàn)分布式生產(chǎn)的基礎(chǔ)。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()Abstract In engineering practice, often use the configuration software to plete the industrial scene features a variety of centralized control. With an industrial PC as the core of modern automatic control of integrated systems is being more perfect and use configuration software engineering and technical personnel the level of continuous improvement, the level of the user requirements of the configuration is more focused on the substantive application functio