變頻器調(diào)速系統(tǒng)性能測試是一項非常重要的測試指標(biāo)。
本文是變頻器調(diào)速系統(tǒng)性能測試下的一個子項目,旨在結(jié)合當(dāng)今工業(yè)控制領(lǐng)域普遍采用的開放式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)――設(shè)備網(wǎng)(DeviceNet),利用Rockwell公司強大的人機界面軟件RSView32進(jìn)行組態(tài),實現(xiàn)變頻器的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
本文以A-B公司的1336PlusII變頻器為主要研究對象和控制對象,以基于CAN協(xié)議開發(fā)的設(shè)備網(wǎng)(DeviceNet)為底層數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì),以太網(wǎng)(EtherNet)為頂層信息傳輸介質(zhì),首先通過設(shè)備網(wǎng)組態(tài)軟件RSNetworx for DeviceNet把變頻器的數(shù)據(jù)采集到1747-SDN掃描模塊中,利用1203-GK5設(shè)備網(wǎng)通訊模塊與1336PlusII攜帶的SCANport接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)設(shè)備網(wǎng)掃描模塊中存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行梯形圖編程,完成變頻器的數(shù)據(jù)讀寫和狀態(tài)控制。再通過組態(tài)RSView32人機界面軟件完成上位機的人機接口控制和參數(shù)監(jiān)控,從而實現(xiàn)變頻器的遠(yuǎn)程控制。
應(yīng)用本文所設(shè)計的RSView32遠(yuǎn)程控制平臺,用戶可以在人機界面上任意控制變頻器,并且可以進(jìn)行參數(shù)的讀寫操作,全中文操作界面,非常方便國內(nèi)用戶使用和操作1336PlusII變頻器。該平臺還內(nèi)置了RSView32的Active X控件RSTrendX,能夠直觀、實時觀測到當(dāng)前變頻器輸出頻率、輸出電壓、輸出電流的變化。
1. 1336PlusII變頻器總體介紹
1.1性能
1336PlusII變頻器提供非常簡單的參數(shù)設(shè)定和操作、罕見的靈活性和突出的控制功能,無論是簡單的速度控制,還是強大的矢量控制變頻器的轉(zhuǎn)矩性能,均能滿足應(yīng)用要求。1336PlusII變頻器采用最新的IGBT(絕緣柵雙極型三極管)功率模塊和高級的控制算法,以提供任何速度下的平穩(wěn)性能、超常的轉(zhuǎn)矩性能,使電動機低噪音、高效率地運行。
1.2 特點
◆ 在全速范圍內(nèi),實現(xiàn)突出轉(zhuǎn)矩性能的無速度傳感器矢量控制。
◆ v/f控制方式仍然有效,可以通過參數(shù)設(shè)定。
◆ 模擬量I/O選件。
◆ 插板式通信選件。
◆ 自動整定易于無速度傳感器矢量設(shè)定。
◆ 負(fù)載丟失檢測
◆ 超前動作限流保護(hù),提供優(yōu)良性能和靈活應(yīng)用。
◆ 選擇編碼器作反饋遠(yuǎn)件,調(diào)速精度能達(dá)0.1%
◆ 在全速范圍內(nèi),對電動機提供可編程的速度敏感I²T電子過載保護(hù)。
◆ 對正在旋轉(zhuǎn)的電動機上電時,提供飛速起動。
◆ 利用S曲線加速和減速,對速度變化提供[平滑控制。
◆ 為簡單的過程控制,提供內(nèi)置的完整的PI調(diào)節(jié)軟件。
◆ 載波頻率可調(diào)。
◆ 人機接口和通信可選件之間,使用SCANport通訊協(xié)議。
◆ 控制板上的狀態(tài)二極管(LED)可顯示電源、運行、停止和故障狀態(tài)。
1.3 可編程功能
1336PlusII變頻器可通過面板上的人機接口模塊(HIM)編程,設(shè)定各種參數(shù),以滿足不同場合應(yīng)用要求,具體可編程功能如下:
◆ 雙重加速和減速特性。
◆ 三級跳躍頻率。
◆ 直流注入制動。
◆ 動態(tài)制動。
◆ 轉(zhuǎn)差補償。
◆ 負(fù)轉(zhuǎn)差補償(下垂特性)
◆ 曲線加/減速特性。
◆ 交流輸入掉電在起動模式。
◆ 超前動作電流限幅。
◆ 最后四個故障存儲。
◆ 飛速起動。
◆ 七級預(yù)置速度。
◆ 可屏蔽設(shè)定。
1.4 1336PlusII參數(shù)介紹
1336PlusII變頻器共有293個參數(shù),這些參數(shù)劃分為各個文件組,每個文件組下面有若干個參數(shù)列表,并對應(yīng)相應(yīng)的參數(shù)號。參數(shù)名可通過HIM上的LCD顯示,并能夠進(jìn)行相關(guān)的讀寫;參數(shù)號則提供給PLC編程使用,以數(shù)字方式替代LCD上顯示的文本方式。
1.5參數(shù)文件組結(jié)構(gòu)
2. RSView 32與1336PlusII建立通訊的方法和路徑
RSView 32作為工業(yè)控制人機界面軟件,它并不是直接和底層設(shè)備進(jìn)行通訊,而是通過PLC作為數(shù)據(jù)傳輸接口,用網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸載體,建立從車間級底層設(shè)備到監(jiān)控級工作站的一整套系統(tǒng)。本課題正是基于DeviceNet、EtherNet作為網(wǎng)絡(luò)傳輸載體,SLC5/05作為數(shù)據(jù)處理器,使RSView32能夠方便、快捷與變頻器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,達(dá)到遠(yuǎn)程控制目的。
下圖所示是本課題將要實現(xiàn)的系統(tǒng)總框圖:
3.1747-SDN設(shè)備網(wǎng)掃描模塊
1747-SDN設(shè)備網(wǎng)掃描模塊是SLC處理器和設(shè)備網(wǎng)上的有關(guān)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的主要部件。它相當(dāng)于一個存儲器,存儲DeviceNet上的設(shè)備信息,并供處理器進(jìn)行讀寫操作。它不斷的對DeviceNet上所連的設(shè)備進(jìn)行掃描,并且用新的掃描結(jié)果更新DeviceNet上的設(shè)備映象到處理器內(nèi)存中輸入部分地址以便于處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,同時,把處理器處理的結(jié)果的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到DeviceNet設(shè)備網(wǎng)中。1747-SDN有兩種存儲格式,
一種是以M文件方式存儲設(shè)備的信息;
另一種格式是以離散量輸入輸出(DIO)存儲設(shè)備的信息。DIO格式處理器能夠直接辨認(rèn),即SLC能夠直接處理DIO格式,但這種格式只能用于單點的輸入輸出,不足以處理多個字文件;而M文件格式能夠處理多個字,由于SLC不直接支持M格式的文件,在處理時應(yīng)轉(zhuǎn)換成N文件格式,這時處理器對N文件進(jìn)行讀寫操作時,就好像直接處理M文件。本課題正是以這種方式來處理對M文件的讀寫問題的。
3.1 1203-GK5設(shè)備網(wǎng)通訊模塊
1)該模塊用于連接設(shè)備網(wǎng)和帶有SCANport接口的設(shè)備,如圖示:
2)該模塊背板上有兩排DIP開關(guān),用于設(shè)置節(jié)點號、波特率、數(shù)據(jù)通道等。
3)1203-GK5與帶有1747-SDN模塊的SLC連接示意圖:
4)1203-GK5數(shù)據(jù)鏈路I/O示意圖:
3.2 1770-KFD設(shè)備網(wǎng)與RS-232接口模塊
該模塊是一個連接計算機串口和設(shè)備網(wǎng)之間的掃描模塊,配合RSNetworx for DeviceNet軟件用于組態(tài)設(shè)備網(wǎng)上的各個設(shè)備信息,譬如依次掃描網(wǎng)絡(luò)上的各個節(jié)點,上載、下載節(jié)點設(shè)備參數(shù),并可以在線監(jiān)控設(shè)備,非常方便。唯一的不足是它不能直接編程來操作設(shè)備(不過可以直接修改參數(shù)),編程時必須把設(shè)備信息組態(tài)到1747-SDN里,然后根據(jù)掃描上來的信息進(jìn)行編程。
1)圖4-5,1770-KFD外觀圖功能描述
2)圖4-6,1770-KFD與主機連接示意圖
4.2.2 組態(tài)界面
注意:進(jìn)行設(shè)備網(wǎng)組態(tài)時,有時您的設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)上不被標(biāo)識,即掃描網(wǎng)絡(luò)時,只掃描到該設(shè)備的節(jié)點,具體是什么設(shè)備卻沒有在組態(tài)界面上顯示出來,這時您無法進(jìn)行該設(shè)備的上載或下載操作。解決的方法是通過EDS進(jìn)行人工掃描,把設(shè)備的各種信息一步步掃瞄到網(wǎng)絡(luò)上。EDS(電子數(shù)據(jù)表)是一個專門由設(shè)備制造商提供的文本文件,該文件存儲設(shè)備的各種重要信息,包括參數(shù)信息、輸入/輸出信息等。
3.3 掃描到設(shè)備網(wǎng)上的1336PlusII
作用描述:當(dāng)把變頻器掃描上來時,您就可以從變頻器上載參數(shù)到設(shè)備網(wǎng)上,即您可以在組態(tài)界面上觀察到變頻器的各個參數(shù);也可以下載參數(shù)到變頻器,即您可以修改變頻器的參數(shù),然后通過下載方式,來完成您的任務(wù)。
下圖是變頻器的部分參數(shù)在設(shè)備網(wǎng)組態(tài)軟件上的列表:
3.4 1747-SDN組態(tài)過程
作用描述:1747-SDN作為設(shè)備上的一個節(jié)點,它支持用戶把所有要進(jìn)行組態(tài)的設(shè)備信息掃描到1747-SDN里,并存放起來,等待編程。至于掃描多大的字?jǐn)?shù),由用戶根據(jù)設(shè)備的情況或編程的需要來自行定義。該界面正是提供給用戶進(jìn)行設(shè)備掃描時的組態(tài)界面;掃描時,先選擇“Scanlist”,您將會觀察到所有的設(shè)備列表。如圖所示:
選中1336 PLUS Drive,單擊 ,將會出現(xiàn)下面的畫面:
選擇“Input”和“Output”,以M文件方式進(jìn)行掃描,M1,M0各個掃描10個字(默認(rèn)值是4個字)。
單擊“AutoMap” ,輸入輸出各10個字將會保存在1747-SDN的M1和M0文件里,輸入文件范圍是M1:1.0~M1:1.9;輸出文件范圍是M0:1.0~M0:1.9 。 至于為何要各掃描10個字,那是根據(jù)1336 PLUS自身的情況而決定的,其實并不是映射的字?jǐn)?shù)越多越好,但是如果少了往往會不夠用。
做完這一步,變頻器在1747-SDN里的組態(tài)(映射)過程基本結(jié)束,下一步將要介紹如何根據(jù)映射的數(shù)據(jù)進(jìn)行梯形圖編程。
4. RSView32 for 1336PlusII的實現(xiàn)
整個人機界面系統(tǒng)分成兩大部分,第一部分是變頻器人機接口控制模塊,第二部分是參數(shù)監(jiān)控模塊。
第一部分示意圖,圖4-51
總體圖設(shè)計
趨勢圖