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台达机电在高压变频器上的应用

导读: 本文介绍了台达PLC和人机界面(HMI)在台达高压变频器上的应用,主要讲述了PLC通过其串口来和主控DSP通讯过程、系统中的一些逻辑控制及故障保护等。透过HMI来对高压变频器进行参数设定及设备起停操作,并将系统数据、故障信息、历史报警信息显示出来。

1.概述

  高压变频器主要由控制柜、功率单元柜、变压器柜和旁路柜4部分组成。控制柜作为整个高压变频器的核心部分,对整个系统进行操作及控制。包括对功率单元PWM调制,控制 IGBT通断来输出单相脉冲调制波形、通过主站发出的命令来对整个系统进行操作、故障时候的对整个系统的重要保护以及相关数据信息的显示。鉴于高压变频器对系统可靠性高,抗干扰性强及扩展性丰富等特点,本主控系统采用台达生产的DVP系列PLC和DOP-B系列触摸屏来参与控制。

  DVP系列可编程逻辑控制器以高速、稳健、高可靠度应用于许多工业自动化机械上;除了具有快速执行逻辑运算、丰富的指令集、多元扩充功能卡及高性价比等特色外,并且支持多种通讯规范。 DVP系列PLC一般具有两个通讯口(ES2除外),COM1是RS232,COM2是RS485,支持ModBus ASCII/RTU通讯格式,通讯速率最高可达115200bps,两通讯口可以同时使用。其提供了针对ModBus ASCII/RTU模式的专用通讯指令,这样在编写通讯程序时就可以大大简化,无需像用串行数据传送指令RS那样要进行复杂的校验码计算和遵循复杂的指令格式。

  DOP人机界面提供多样化尺寸与色彩的触摸屏幕,并为工业自动化机械提供快速便利的控制功能。此外,全系列产品皆搭配Windows-base人性化编辑软件,使用者可快速编辑图表界面,并可自由设定适合的通讯规范。

2.系统方案

  整个主控系统主要由DVP32EH2-L、DVP06XA模拟量扩展模块、DVP-F485S通讯卡、DVP16HM11N数字量扩展、DOP-B10系列人机界面以及主控箱一套组成。

  PLC的COM2作为主站,主要用于系统的逻辑判断、故障保护、DSP从站读写操作等。PLC的COM1为从站来和HMI通讯,及时准确的将系统中的信息显示在HMI上。在操作模式为本地控制时,由HMI来对整个系统进行操作。模拟量模块用来采集变压器柜中的温度信号,将温度控制器传送来的4~20mA换算成对应的温度值来进行显示,根据温控器保护信号来对系统过温信号和超高温信号进行保护。利用EH2-L系列PLC的高扩展性功能,选择性的扩展 PFORIFUS通讯模块、以太网通讯模块来满足不同客户的需求。通过台达PLC支持的标准Modbus通信协议,用户可以通过该端口来对系统进行远程访问。

2.1主控框图如下

2.2系统I/O点配置

2.3台达PLC在系统中的功能简述

  根据系统要求,对程序进行编制来完成相关功能的实现,具体功能如下:

  系统逻辑判断:系统透过PLC的逻辑判断来给出系统相关状态的标志位,如系统就绪,高压合闸允许、高压已合、请求运行以及系统运行中等等。

  故障保护:通过读取主控DSP中的故障信息来将系统中的信息在HMI上作出显示,遇到重故障信息迅速断开高压变频器前端断路器来切断设备电源,对系统进行保护。

  系统数据读取:利用PLC上的RS485通讯来和DSP进行通讯,通过查询的方式来读取系统运行时候的电流、电压、频率等数值以及对整个系统进行参数设定。

  其他功能:该功能中包括事件记录显示、PID功能调节、系统温度显示等。客户也可以通过系统中添加的DVP-F485S通讯扩展卡来远程读取PLC中开关量状态及寄存器中的值。

  本系统采用了台达EH2-L系列PLC,具有以下几大优点:

  •优异的运算功能

  •可左侧扩充高速模组。

  •可搭配多样化的特殊扩充模块与功能卡。

  •支持2轴直线/圆弧运动控制

  •庞大的程序存储空间

2.4台达HMI系统中功能简述

  通过画面组态,我们可以由系统主界面对整个高压变频器进行启动、自由停机等操作。实时的将系统运行中的输入、输出电流、运转频率实时的显示在HMI上。在进入功能设定界面来修改系统的操作模式、修改系统密码。参数设定界面能够很方便的对系统进行参数设定。故障界面则及时的显示系统运行中的故障信息。同时 HMI能将系统中的事件记录无遗漏的进行储存,让用户和售后人员了解产品历史故障信息!

系统运行中HMI显示画面如下 :

 

  本系统采用了台达B系列触摸屏方案。具有以下几大优点:

  •精细高画面的显示

  •完善的故障检测功能,保证设备运行可靠。

  •人性化的编程软件,给客户编程工作带来了极大的方便。

  •能更好的根据工艺的要求进行修改设计,进一步提高了客户在行业中的竞争力。

  •高容量记忆区

3.小结

  将台达机电产品应用在台达高压变频器上,是对台达机电产品的又一检验。经过高压变频器在多方场合的运行,台达PLC和HMI交了份满意的答卷,其可靠性、稳定性得到客户的肯定。

【参考文献】

(1)台达DVP-PLC应用技术手册 台达内部资料 2007

(2)台达DOP-B系列人机界面使用手册 台达内部资料 2007

(3)《通信原理》,第3版,北京邮电大学出版社2008,周炯盘等编
 

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