臺達AE觸摸屏在高壓變頻器上的應用
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110KV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
3.1COM1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：
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啟動字符(68H) |
|
報文長度L(07H) |
|
命令代碼(C) |
|
鏈路用戶數據(兩個字節) |
|
幀校驗和(CS) |
|
結束字符(16H) |
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：
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名稱 |
設定頻率 |
上升時間 |
下降時間 |
上限頻率 |
下限頻率 |
工作模態 |
V/F曲線 |
|
代碼 |
02H |
03H |
04H |
05H |
06H |
07H |
08H |
|
名稱 |
電流系數 |
額定頻率 |
低頻補償 |
過流保護值 |
額定電壓 |
死區補償 |
啟動頻率 |
|
代碼 |
09H |
0AH |
0BH |
0CH |
0DH |
0EH |
13H |
|
名稱 |
高壓掉點降頻時間 |
頻率到達信號 |
死區補償上限頻率 |
額定電流 |
頻率穩定度 |
運行參數與狀態 |
內控開停機 |
|
代碼 |
11H |
10H |
12H |
14H |
15H |
01H |
1DH |
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：68H07H01H01H00H71H16H，返回14個字節定義如下：
|
字節數 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
名稱 |
68H |
運行頻率 |
輸出電壓 |
輸出電流 | |||
|
字節數 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
名稱 |
運行狀態 |
外設頻率 |
00H |
校驗碼 |
16H | ||
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。
3.2COM2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：
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字節數 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
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內容 |
68H開始字符 |
A1-4單元 |
A5-8單元 |
B1-4單元 |
B5-8單元 |
C1-4單元 |
C4-8單元 |
三相故障單元數 |
2-9字節校驗碼 |
16H結束字符 | |
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15 |
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