计算机控制技术在变频器上的应用

摘要 通过对英威腾变频调速在组态监控系统的应用研究，重点说明变频器在计算机控制技术领域里的设计思路，为变频器在控制系统里提供一种新的应用技术方案。
1、 引言
　　随着节能技术的推广，变频器在工业控制领域里得到了越来越广泛的应用。但在恶劣的工业现场环境或者大型的自动化控制项目中，迫切需要计算机能对变频器进行有效的远程监测和集中控制。通过远程监控，可以在计算机上实时监测到变频器控制的当前状态。如当前运行频率，电机的运转状态，当前的参数设置等，并可实现远程的操作控制。如启停控制等。
2、控制方案
2．1系统配置框图
　　为实现计算机对变频器的远程控制，上位机采用建立在WINDOWS操作系统基础上的组态软件—组态王。以INVT变频器为例，其通讯采用国际标准MODBUS协议，通过485现场总线可实现计算机与多台变频器的485通讯口之间进行动态数据交换，还可打印输出报表。当然此系统还可以通过485连接多台的PLC，实现每套PLC单元的相应控制。一般情况下，变频器的连接台数可控制在32台内。当采用中继器时，连接的台数可以增加到200多台。

　　以单台的变频器控制为例，以上界面可在计算机上实现对1#电机的启动、停止、点动、变频器故障复位，频率设定，加减速时间等参数的设定。同时，当前的电机的运行状态都得到监测，如电机变为绿色时，表示当前电机处于运转状态，当电机变为红色时，表示电机处于停止（静止）状态。当点击“设定频率”时，界面会弹出一个输入键盘，提示键入数据。键入相应频率后，确定后就会把频率值写到变频器当中。而旁边所显示的数据，是组态软件获取变频器当前实际给定的频率值。当然还可根据实际情况，对界面进行完善，比如当变频器出现故障时，界面会跳出故障的报警栏条和故障类型的说明及处理方法等。
2．3设备配置：
　　由于变频器采用的是MODBUS通讯协议，要实现上位机与变频器的数据通讯，须设定相应的通讯参数。在组态软件上的设备配置向导中：
当前通讯设备为：莫迪康MODBUS RTU串行通讯方式，逻辑名称为INVT
通讯端口：COM1 （波特率19200BPS，8位数据位，奇校验，1位停止位。）
通讯设备地址：1（1#电机的变频器地址为1）；同样，2#电机变频器地址为2，则组态软件设置的通讯设备地址为2。如此类推。
在变频器其它通讯参数设置上，要设置与组态软件相对应的通讯参数和方式。
2．4 实现组态软件对变频器运行控制和获取变频器参数。
　　INVT变频器采用的是国际标准的MODBUS通讯协议。Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言，通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一种通用工业标准。
我们先看看INVT变频器功能地址列表（只列出其中一部分）：

　　其中R：表示只读；W：表示可写；W/R：表示可读可写。
以上表格中，所列1000H地址是用于通讯控制命令上用的，如正转运行、反转运行等。如在1000H地址上写数据0001H时，变频器就会正转运行；

　　由上表可见，不管命令码是读（03H）还是写（06H），对应的组态王寄存器名均可采用4（在以上罗列的组态王寄存器名字栏目中，第一列0、1、3、4、7、8、9是寄存器名字）。
　　若要控制变频器正转运行，则在地址1000H（转换成十进制则是4096）赋值为1。由于INVT变频器功能码的十进制地址起始由0开始，而组态软件的寄存器十进制地址由1开始。那么组态软件与变频器MODBUS地址对应关系的偏移量为1。对应MODBUS的4096地址，组态王地址就设为4096+1即4097，所以在应用中要注意到此问题，否则相应数据是通讯不上的。
　　在组态软件上定义一个正转运行的变量，如AA，并定义好其变量类型和数据类型，连接设备选上INVT。在组态界面上设计一个启动按钮。把此按钮的命令语言定义AA=1，运行组态软件后，按此启动按钮，变频器就可以正转运行。也可以设计一个停止按钮，当把停止按钮的命令语言定义AA=5，运行此按钮时，变频器就会停止。以上是写操作。
　　以上是针对关键问题的简明阐述。在实际应用当中，很重要的一点，是要实现上位机（PC机）与变频器之间通讯的成功链接。调试此步时，要将组态王处于运行状态，将菜单栏——调试中的通讯都钩上读成功、读失败、写成功、写失败，在组态王信息窗口中就可以看出当前连接的设备是否成功通讯上了。
3、结语
　　采用计算机对变频器的控制系统后，系统运行稳定、可靠。通过动态的数据交换，可实现对变频器的远程集中监控。随着计算机控制技术的发展，这种控制方式将有着广阔的应用前景。