2022年PLC与变频器的远程通讯.docx

PLC 与变频器地远程通讯摘要PLC具有掌握才能强、牢靠性高已经在工业生产地各个领域得到了大规模地应用.讨论PLC和变频器地远程通讯使人们可以远离工业生产现场对生产过程进行监控,、使用敏捷水平 和 生 产 地 安 全 性 .和 易 于 实 现 过 程 自 动 化 地 优 点 , 变 频 器本次设计是在熟识组态王软件,同时利用组态王软件建立电动机运行地监控界面.文中重点介绍了件、 S7-200 编便利、和易于编程、扩展、通信等一系列优点,是现代工业生产自动化 地核心设备之一. 由于变频调速具有稳固性好,效率高 ,精度高可以极大地提高工业生产地自动化程软件、西门子MM440 变频器、以及 USS 通信协议地基础上完成地. 本文最终要实现地是 PLC 与变频器之间通过USS 协议进行远程通讯,掌握电动机转组态王界面地制作及参 数地设置、 USS 协议地应用、 PLC 程序地编写过程及参数设置、变频器地参数设置、PLC与变频器地通信等.关键词PLC；变频 器； USS通信协 议；组 态王PLCandTRANSDUCER'COMUNICATIONAbstractPLC which has strong ability on controlling and has high reliability is one of the most important device that have a set of merits on programming 、 expanding and communication. in modern industrial production.Because transducer makes speed transferring stable 、 efficient and accurate,it has been used widely in industrialproduction.Studying the communication of PLC and transducer can make people monitortheproducingprocessfarawayfromtheproducingfield,whichimprovelargleythe degreeofautomationandsafetyinindustryproducing. Thisdesignis completedonthebasesof knowingKINGVIEW,s7-200programming software,SIEMENSEMM420,transducerand USScommunicationprotocol.This essay mainly materializes that PLC communicates with transducer so as to controlling the electric motor' speed and monitoring the speed in the same time.In this essay,I introducethe facture of king view and the parameter's setting of king view, the application of USS protocol,the writing process of the PLC's program and parameter setting,the parametersettingoftransducer,communicationbetweenPLCandtransducer,etc.KeywordsPLC；transducer；USScommunicatingprotocol；kingview目录摘要IAbstract第1章II绪论51.1课题背景5第2章PLC简介62.1PLC地原理62.2PLC地特点72.3PLC控制系统地结构82.4PLC地应用领域92.5 SIEMENSS7-200PLC102.5.1 西门子S7-200PLC地功能概述102.5.2 西门子S7-200PLC地工作模式112.5.3 S7-200PLC网络地通信协议12第3章通用变频器原理143.1 变频器地基本结构和原理143.1.1 变频器地控制方式153.1.2 变频器地干扰问题163.2 变频器地类别173.2.1 根据变频环节地不同地分类173.2.2 根据主电路工作方式分类173.2.3 根据电压地调制方式分类183.3 变频调速控制系统地优势183.4 实现变频调速要解决地问题19章小结20组态软件技术213.5 本第4章4.1 组态软件地构成214.2 组态软件地功能和特点224.3 组态王简介23第5章控制系统地设计245.1变频调速驱动装置245.2硬件连接255.3程序设计265.4建立组态监控画面305.4.1建立组态新工程315.4.2设置组态王地通信参数325.4.3在数据词典中创建变量335.4.4建立电机运行地监控画面35致谢37参考文献38附录39第1章绪论1.1课题背景传统地 PLC与变频器之间地接口大多采纳地是依靠PLC 地数字量输出来掌握变频器地启停 , 依 靠PLC地 模 拟 输 出 来 控 制 变 频 器 地 速 度 给 定 , 这 样 做 存 在 以 下 问 题 ：1 、需 要控 制系 统在设 计 时 采用 很多 硬件 ,价 格昂 贵2 、现场地布线多容易引起躁声和干扰3 、 PLC和 变 频 器 之 间 传 输 地 信 息 受 硬 件 地 限 制 , 交 换 地 信 息 量 很 少 . 4 、在变频器地启停掌握中由于继电器接触器等硬件地动作时间有延时, 影响掌握精度 . 5、通常变频器地故障状态由一个接点输出,PLC能得到变频器地故障状态,但不能精确地判定当故障发生时,变频器 是 何 种 故 障 . 假如 PLC 通过与变频器进行通讯来进行信息交换 , 可以有效地解决上述问题 ,通讯方式使用地硬件少 ,传送地信息量大 ,速度快 , 等特点可以有效地解决上述问题,另外 ,通过网络 ,可以连续地对多台变频器进行监视和掌握,实现多台变频器之间地联动掌握和同步掌握,通过网络仍可以实时地调整变频器地参数. 目前各个厂家地变频器都相继地开发出了支持连网地功能,比如 ,很多变频器都有了支持现场总线 <如： DEVICENET 、PROFIBUS 、AS_I ）等地接口协议 ,可以很便利地与PLC 进行数据通信 .现在主要介绍西门子S7-200 和 MicroMaster变频器之间地通讯协议USS, 使用USS 通讯协议 ,用户可以通过程序调用地方式实现S7-200 和 MicroMaster变频器之间地通信, 编程地工作量小 ,通讯网络由PLC 和变频器内置地 RS485 通讯口和双绞线组成 ,一台 S7-200 最 多 可 以 和 31 台 变 频 器 进 行 通 讯 , 这 是 一 种 费 用 低 、 使 用 方 便 地 通 讯 方 式 .第2章PLC简介2.1 PLC地原理可编程规律掌握器 <ProgrammableLogicController ）简称为 PLC, 是20世纪 60岁月末逐步进展起来地一种以运算机技术为基础地新型工业掌握装置,特地为工业环境应用而设计制造 地运算机 .近几年来 ,PLC技术在各种工业过程掌握、生产自动线掌握及各类机电一体化设备掌握中得到了极为广泛地应用, 成为工业自动化领域中地一项特别重要地应用技术. PLC 地硬件系统由中心处理单元、储备器、输入输出电路等组成,软件系统由系统程序和用 户程序组成 .由于次序掌握是PLC地主要功能 ,因此输入端以开关量部件按钮、继电触点、限位开关等为主 ,输出端多为继电器、电磁阀线圈和指示灯等,其工作过程总可分为三个阶 段 : 输 入 采 样 处 理 > 、 程 序 执 行 和 输 出 刷 新 处 理 >. 图 2.1 是 PLC控 制 系 统 图 .图2-1PLC采纳循环扫描地工作方式.在输入采样阶段 ,PLC以扫描方式次序读入全部输入端地通断状态 ,并将此状态存入输入映像寄存器.在程序执行阶段 ,PLC按先左后右、先上后下次序, 逐条执行程序指令,从输入映像寄存器和输出映像寄存器读出有关元件地通断状态,依据用户程序进行规律、算术运算, 再将结果存入输出映像寄存器中.在输出刷新阶段 ,PLC将输出映像寄存器地通断状态转存到输出锁存器, 向外输出掌握信号 ,去驱动用户输出设备.上面三个阶段地工作过程称为一个扫描周期,然后 PLC 又重新执行上述过程 ,周而复始地进行 .扫描周期一般为几ms到几十ms. 由 PLC 地工作过程可见 ,PLC执行程序时所用到地状态值不是直接从输入端获得地,而是来源于输入映像寄存器和输出映像寄存器.因此 PLC 在程序执行阶段 ,即使输入发生变化,输入映像寄存器地内容也不会转变, 要等到下一周期地输入采样阶段才能转变.同理 , 暂存在输出映像寄存器中地内容,等到一个循环周期终止,才输送给输出锁存器.所以 ,全部输入、输出状态地转变需要一个扫描周期.PLC是以扫描方式循环、连续、次序地逐条执行程序 .任何时刻, 它只能执行一条指令 ,也就是说 ,PLC 是以 " 串行"方式工作 .PLC 地这种串行方式可防止继电 器 控 制 系 统 中 触 点 竞 争 和 时 序 失 配 地 问 题 .2.2 PLC地特点PLC 地高牢靠性和强抗干扰性,平均无故障时间一般可达3 5万小时 ,而且 PLC 地环境适应性 也 很 能强 ,这 是PLC得 到 广 泛应 用 地重 要 原 因之 一 .PLC 高牢靠性地主要措施有 :良好地综合设计；选用优质器件；采纳隔离、滤波、屏蔽等抗干扰技术；采纳先进地电源技术；采纳实时监控技术和故障诊断技术:采纳冗余技术及良好 地制造工艺. 编 程 简 单 ,PLC最常 用地 编程 语言 是 梯形 图 语言 . 梯 形 图 与继 电器原 理图 类 似 , 这 种编程语言形象直观, 简洁把握 , 不需要特地地运算机学问, 便于广大现场工程技术人员把握. 当生产流程需要转变时 , 可以现场转变程序,使用便利敏捷 .在大型 PLC 中仍有高级编程语言以满足各 种不同控 制对象和不同使用人员 地需要.连 接方 式简单、 接线少,便于维护 .,PLC地特点有：通用性强 ,各个 PLC地生产厂家都有其各种系列化地产品、各种模块供用户挑选.用户可依据掌握对象地规模及掌握要求,挑选合适地 PLC 产品 ,组成所需要地掌握系统.在进行应用设计时 ,一般不再需要用户制作其它任何附加装置,从而使设计工作简化.体积小、结构紧凑、 安装修理便利 ,PLC体积小 ,重量轻 ,便于安装 .一般 PLC都具有自诊断、故障报等、故障种 类显示等功能 12, 便于操作和修理人员检查,可以较简洁通过更换模块插件来快速排除故障. 它 与 被 控 制 对 象 地 硬 件归纳起来<1 ） 可 靠 性 高 、 抗 干 扰 能 力 强 , 而 且 PLC采 用 了 许 多 硬 件 和 软 件 抗 干 扰 措 施 .<2 ）编程简洁、使用便利目前大多数PLC采纳继电器掌握形式地梯形图编程方式, 很简洁被操作人员接受.一些 PLC仍依据详细问题设计了如步进梯形指令等, 进一步简化了编程.<3）设计安装容易,维护工作量少.<4 ） 适 用 于恶 劣 地 工 业 环 境 , 采 用 封装 地 方 式 , 适 合 于 各 种 震 动、 腐 蚀 、 有 毒 气 体等地应用场合.<5 ） 与 外 部设 备 连 接 方 便 , 采 用 统 一接 线 方 式 地 可 拆 装 地 活 动 端 子 排, 提 供 不 同 地端子功能适合于多种电气规格.<6 ） 功 能 完 善 、 通 用 性 强 、 体 积 小 、 能 耗 低 、 性 能 价 格 比 高 .在 应 用 PLC系 统 设 计 时 , 应 遵 循 以 下 地 基 本 原 就 , 才 能 保 证 系 统 工 作 地 稳 定 :<1）最大限度地满足被控对象地控制要求；<2）系统结构力求简单；<3）系统工作要稳定、可靠；<4） 控制系统能方便 地进行功能扩展、升级；5>人机界面友好.2.3 PLC控制系统地结构使 用 PCL可 以 构 成 多 种 形 式 地 控 制 系 统 , 下 面 介 绍 几 种 常 用 地 PLC控 制 系 统 .1.单机控制系统单机掌握系统是较一般地一种PLC 掌握系统 .该掌握系统使用一台PLC 掌握一个对象 ,掌握系统要求地 I/O 点数和储备器容量比较小,没有 PLC地通信问题 ,采样条件和执行机构比较集中 ,掌握系统地构成简洁明白.在单机掌握系统中由于掌握对象比较确定, 因此系统要完成地 功 能 一 般 较 明 确 ,I/O点 数 、 存 储 器 容 量 等 参 数 地 裕 量 适 中 即 可 .2集中控制系统集中掌握系统用一台功能强大地PLC监视、掌握多个设备,形成中心集中式地运算机掌握 系统 .其中 ,各个设备之间地联络、连锁关系、运行次序等统一由中心PLC来完成 ,如图 2-2 所示.图2-2集中控制系统明显 ,集中掌握系统比单机掌握系统经济得多.但是当某一个掌握对象地掌握程序需要转变时,必需停止运行中心PLC, 其他地掌握对象也必需停止运行. 当各掌握对象地地理位置距集中掌握系统比较远时,需要大量地电缆线 ,造成系统成本地增加.为了适应掌握系统地转变, 采用集中掌握系统时 ,必需留意挑选 I/O 点数和储备器容量时要留有足够地裕量,以便满意增加控制对象地要求.3.分散控制系统分散掌握系统地构成如图2-3 所示 ,每一个掌握对象设置一台PLC, 各台 PLC之间可通过信号 传 递 进 行 内 部 连 锁 、 响 应 或 发 令 等 , 或 者 由 上 位 机 通 过 数 据 通 信 总 线 进 行 通 信 .图2-3分散控制系统分散掌握系统常用于多台机械生产线地掌握,各生产线之间有数据连接.由于各掌握对象都 由 自 己 地 PLC进 行 控 制 , 当 某 一 台 PLC停 止 运 行 时 , 不 需 要 停 运 其 他 地 PLC. 随着 PLC 性能地不断提高 ,由 PLC 担当底层掌握任务,通过网络连接 ,PLC 与过程掌握相结合地分散控 制系统将 是计算机控制地重要 发展方向. 与集中掌握系统相比,分散掌握系统地牢靠性大为加强 .具有相同 I/O 点数时 ,虽然分散掌握系统中多用了一台或几台 PLC, 导致价格偏高 ,但从爱护、试运转或增设掌握对象等方而看 , 其 灵 活 性 要 大 得 多 , 总 地 成 本 核 算 是 合 理 地 .2.4 PLC地应用领域PLC 已广泛应用国内外地机械、冶金、化工、汽车、轻工等行业中.随着其性能价格比地不 断提 高 ,应用 范围 不 断扩 大 ,主 要有 以 下几 个 方面 ： 1>开关量逻辑控制PLC最基本地功能是规律运算、计时、计数等,可实现规律掌握 ,经常用来取代传统地继电器掌握系统 .PLC对一些机床、机械手地掌握、生产自动线地掌握都属于这一类应用.这是PLC 地最基本地应用 .例如在中、高档数控机床地数控系统中,大多采纳 PLC+NC地掌握方式 ,前 者 实 现 对 开 关 量 地 控 制 .后 者 完 成 插 补 运 算 等 功 能 . 2> 运 动 控 制PLC 使用专用地指令或运动掌握模块 ,对直线运动或圆周运动位置置、速度和加速度进行控制,可以实现单轴、双轴、3 轴和多轴联动位置置掌握,使运动掌握与次序掌握功能有机结合在一起 .PLC地运动掌握功能广泛用于各种机械, 例如金属切削机床、金属成形机械、装配机械、机器人、电梯等场合. 3>闭环过程控制闭环过程掌握是指对温度、压力、流量等连续变化地模拟量地闭环掌握.PLC通过模拟量I/O 模块 ,实现模拟量 <Analog ）和数字量 <Digital ）之间地 A/D 转换与 D/A 转换 ,并对模拟量实行闭环 PID< 比例- 积分 -微分）掌握 .SIEMENS地 S7-300/400有闭环掌握模块、用于闭 环掌握地系统功能块和闭环掌握软件包供用户选用.其闭环掌握功能已经广泛地应用于塑料挤压成形、加热炉、热处理炉、锅炉等设备,以及轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业.4>数据处理现代地 PLC 具有整数四就运算、矩阵运算、函数运算、字规律运算、求反、循环、移位、浮点数运算等运算功能,和数据传送、转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据地 采集、分析和处理.这些数据可以与储备在储备器中地参考值比较,也可以用通信功能传送 到别地智能装置,或者将它们打印制表. 5>通信联网PLC 地通信包括PLC 与远程 I/O 之间地通信、多台PLC 之间地通信、 PLC 与其他智能掌握设备 <例如运算机、变频器、数控装置）之间地通信.PLC与其他智能掌握设备一起,可以组 成 "集 中管 理 、 分 散控 制 "地 分 布 式控 制 系 统 .2.5 SIEMENSS7-200PLC 西门子 S7-200 PLC系列属于小型可编程序掌握器,可用于简洁地掌握场合,也可用于复杂地自动化掌握系统 .由于它具有极强地通信功能,即使在大型地网络掌握系统中也能充分发挥作用.2.5.1 西门子S7-200PLC地功能概述S7-200PLC系统是紧凑型可编程序掌握器.系统地硬件构架是由成系统地CPU 模块和丰富地功能扩展模块组成.它能够满意各种设备地自动化掌握需求.应用领域极为广泛 ,掩盖全部与自动检测、自动化掌握相关地工业及民用领域,包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境爱护设备、汽车、机器人等等.如冲压机床、印刷机械、中心空调、电梯掌握、运动系统等等 .S7-200 系列除了具有 PLC 地基本掌握功能以外 ,仍有以下三个方面特点：<1 ） 功 能 强 大 地 指 令 集 ； <2 ） 丰 富 强 大 地 通 信 功 能 ； <3 ） 编 程 软 件 地 易 用 性 .2.5.2 西门子S7-200PLC地工作模式S7-200PLC具有两种工作模式 ,分别是：运行 <RUN ）模式和停止 <STOP ）模式 .在运行模式下 ,通过执行反映掌握要求地用户程序来实现掌握功能；在停止模式下,S7-200CPU 不执行用户程序 ,此时可设置 CPU系统地硬件功能 ,并将用户程序、数据以及硬件设置信息下载到 S7-200CPU.其 中 用 户 程 序 用 编 程 软 件 创 建 、 编 辑 、 编 译 、 调 试 . CPU模块上地模式开关用于转变和转换S7-200PLC地工作模式 . 开关拨到RUN位置时,CPU运行,启动用户程序地运行：当开关拨到STOP位置时 ,CPU 停止 ,用户程序地运行也 相 继 停 止 ； 开 关 拨 到TERM位 置 时 , 不 改 变 当 前 工 作 模 式 . 此 外 仍可 以 通过 STEP7-Micro/WIN32编 程软件控 制 S7-200CPU地 运行 和 停止 .S7- 200CPU前面 板上地LED显示着当 前地工 作模式 . S7-200PLC通电后 ,需要对硬件和软件做一些初始化地工作.为了使 PLC 地输出准时地响应各种输入信号 . 初始化后 ,S7-200CPU依据循环扫描地方式 ,完成包括执行用户程序在内地各项不同地 任 务 . S7-200CPU 周而复始地分阶段执行一系列任务 . 任务执行一次称为一个扫描周期 .在一个扫描 周 期 内 ,CPU 工 作 流 程 如 图 2-4.图2-4S7-200PLCCPU扫描过程示意图2.5.3 S7-200PLC网络地通信协议S7-200CPU支持多种地通信协议.包括通用协议和公司专用协议. 专用协议包括点到点<Point-to-Point）接口协议 < 即 PPI ）、多点 <Multi-Point ）接口协议 <MPI ） ,Profibus协议、自由通信接口协议和USS协议. PPI,MPI,Profibus协议在 OSI 七层模式通信结构地基础上,通过令牌环网实现 ,令牌环网遵守欧洲标准 EN50170 中地过程现场总线 Profibus> 标准 .这些协议都是异步、基于字符传输地协议 ,带有起始位、 8 位数据、偶校验和一个停止位.通信帧由特殊地起始和终止字符、源和目地站地址、帧长度和数据校验组成. 假如使用相同地波特率,这些协议可以在一个网络 中同时运行,而不相互影响.1. PPI协议PPI通信协议是西门子专为S7-200 系列 PLC开发地通信协议 ,主要用与 S7-200 地编程、S7-200 系列 PLC 之间地通信以及与HMI 产品地通信 ,可通过一般地两芯屏蔽双绞电缆进行联网.波特率可以设为9.6KB/s、19.2KB/s和187.5KB/s.PPI 是一个主从协议 .在这个协议中 ,S7-200 一般作为从站 ,一般不主动发送信息 ,只有当主站有恳求时才作出响应 .假如将 S7-200 设置为 PPI 主站模式 <可以由 SMB30 设置） ,就这个S7-200 CPU 在 RUN 模式下可以作为主站 ,可以利用网络读写指令 <NETR 、NETW ）来读写另一个 S7-200 地数据 . 当然,当 S7-200 作为 PPI 主站时 ,仍可以作为其他主站地从站 ,响应其他主站地请求. PPI 通信协议是一个令牌传递协议 ,对于一个从站可以响应多个主站地恳求 ,协议没有限制 , 但是在没有加中继器地情形下 , 网络中最多只能有 32 个主站 < 包括编程器、 HMI 等） .2. MPI协议S7-200 可以通过通信接口连接到MPI 网上 ,主要应用于 S7-300/400CPU 与 S7-200 通信地网络中 .应用 MPI 协议组成地网络 ,通信支持地波特率为 19.2KB/s或187.5KB/s. 通过此协议 , 实现作为主站地S7-300/400CPU 与 S7-200 地通信 .在 MPI 网中,S7-200 作为从站 ,从站之间 相 互 不 能 通 信 ,S7-300/400作 为 主 站 , 当 然 主 站 也 可 以 是 编 程 器 或 HMI产 品 . MPI协议可以是主/主协议或主 /从协议 ,协议如何操作有赖于通信设备地类型,假如是 S7- 300/400CPU 之间通信 ,那就建立主 /主连接 ,由于全部地 S7-300/400CPU 在网站中都是主站. 假如设备是一个主站与S7-200CPU 通信,那么 ,就建立主 /从连接 , 由于 S7-200CPU 是从站. 3.Profibus协议Profibus协议通常用于实现分布式I/O 设备 <远程式 I/O ）地高速通信 ,很多厂家生产类型众多地 Profibus设备 , 这些设备包括从简洁地输入或输出模块到电机掌握器和可编程掌握器,S7-200 CPU可以通过 EM277Profibus-DP扩展模块地方法连接到Profibus-DP协议支持 地 网 络 中 .协 议 支 持 地 波 特 率 为9600KB/s到 12MB/s. Profibus网络通常有一个主站和几个I/O 从站.主站通过配置可以知道所连接地I/O 从站地型号和地址 .主站初始化网络时核对网络上地从站设备与配置地从站是否匹配.运行时主站可以像操作自己地I/O 一样对从站进行操作 ,即不断地把数据写到从站或者读取从站地数据. 当 DP 主站胜利地配置一个从站时,它就拥有了该从站 ,假如在网络中有另外一个主站,它只能很有限制地访问属于主站地从站数据.4.自由通信自由通信口 <Free-portMode）模式是 S7-200 PLC一个特有功能 .S7-200 PLC地自由口通信, 即用户可以通过用户程序对通信口进行操作,自己定义通信协议 <例如 ASCII 协议） .应用此种通信方式 ,使 S7-200PLC可以与任何通信协议已知、具有串口地智能设备和掌握器< 如打印机、条形码阅读器、变频器、上位机等）进行通信,当然也可以用于两个CPU之间简洁地数据变换 .当智能设备具有RS-485 接口时 , 可以用双绞线进行连接 . 该通信方式使可通信地范畴大大增大,使掌握系统配置更加敏捷、便利.在下面地文章我们将对其进行详细讨论.5.USS协议USS 协议是西门子传动产品<变频器等）通信地一种协议.S7-200 供应 USS 协议地指令 .用户使用这些指令可以便利地实现对变频器地掌握.通过串行 USS 总线最多可接 30 台变频器 < 从站） ,然后用一个主站<PC,PLC ）进行掌握 .USS协议是一种主 / 从总线结构 , 从站只是对主站发来地报文做出回应并发送报文.另外也可以是一种广播通信方式,一个报文同时发给 所有USS总线设备. 第3章通用变频器原理3.1 变频器地基本结构和原理变频器是把工频电源 50Hz或60Hz> 变换成各种频率地沟通电源,以实现电机地变速运行地设备 .变频器地基本构成如图4-1 所示 ,其主电路主要由整流电路、直流中间电路和逆变电路三部分以及有关地帮助电路组成.其中整流电路将电网地沟通电源进行整流后给逆变电路和掌握电路供应所需要地直流电源,直流中间电路对整流电路地输出进行平滑滤波,逆变电路是变频器地最主要地部分之一.它地主要作用是在掌握电路地掌握下将直流中间电路输出地直流电压 电流 >转换为具有所需频率地沟通电压电流>. 逆变电路地输出即为变频器地输出,它被用来实现对异步电动机地调速掌握. 与主电路相对应 ,为主电路供应所需驱动信号地电路称为变频器地掌握电路. 掌握电路地主要作用是依据事先确定地变频器掌握方式,产生进行 V/f 或电流掌握时所需要地各种门极驱动信号或基极驱动信号.此外 ,变频器地掌握电路仍包括对电流、电压、电动机速度进行检测地信号检测电路,为变频器和电动机供应爱护地保护电 路 ,对外 接口 电 路和 对 数 字 操 作盒 地 控制 电 路.图4-1变频器主掌握电路地中心是一个高性能地微处理器,并配以 PROM 、RAM 、ASIC 芯片和其它必要地周边电路 .它通过 A/D 、D/A 等接口电路接收各种检测信号和参数设定值,并进行处理.它主要完成以下任务:1> 输入信号地处理；输入信号包括频率速度 >指令信号和运行、停止、正转、反转地操作掌握信号.指令信号有两种 :模拟指令信号 :0 10V 地电压指令信号或4 20mA地电流指令信号；数字指令信号:来自 RS232C 、 RS-485 通常为选件 >地数字信号 .本系统中 PLC 输入变频器地信号为 420mA 模拟指令信号 ,此信号经过 A/D 变换器转变为数字信号后送入微处理器.2> 加减速速率调剂功能:3> 运算处理等 .主电路驱动电路是为变频器逆变电路地换流器件供应驱动信号.信号检测电路是将变频器和电动机地工作状态反馈至微处理器 ,并由微处理器进行处理后为各部分电路给出所需地掌握信号和爱护信号, 以达到掌握变频器地输出和为变频器及电动机供应必要地爱护地目地.而爱护电路是由微处 理器来判定变频器本身或系统是否显现了反常,反常时就进行各种必要地处理,包括停止变频器地输出 .变频器地爱护功能包括对变频器地输出,对驱动电动机地爱护和对系统地爱护三个方面地内容. 变频器地种类较多 ,但是工作原理类似 , 以交 -直-交电压型变频器为例 , 简要介绍其工作原理 . 交-直-交电压型变频器是中小容量、通用型变频器地主要形式 ,其主电路如图 3.2 所示 .它由交 - 直 变 换 电 路 、 直 - 交 变 换 电 路 和 能 耗 制 动 电 路 组 成 .图4-23.1.1 变频器地控制方式作为变频调速系统地核心- 变频器地性能越来越成为调速性能优劣地打算因素,除了变频器本身制造工艺地 "先天 " 条件外 ,对变频器采纳什么样地掌握方式也是特别重要地.在沟通变频器中常用地非智能掌握方式有V/f 和谐掌握、转差频率掌握、矢量掌握、直接转矩掌握等. 1.v/f控制即 u/f=c, 正弦脉宽调制 SPWM> 掌握方式 .v/f 掌握是为了得到抱负地转矩-速度特性 ,基于在转变电源频率进行调速地同时,又要保证电动机地磁通不变地思想而提出地, 通用型变频器基本上都采纳这种掌握方式.V/f掌握变频器结构特别简洁,但是这种变频器采纳开环掌握方 式,不能达到较高地掌握性能,而且 , 在低频时 , 必需进行转矩补偿 ,以转变低频转矩特性.其特点是：掌握电路结构简洁、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满意一般传动地平滑调速 要求 ,己在产业地各个领域得到广泛应用.这种掌握方式在低频时,由于输出电压较小 ,受定子电阻压降地影响比较显著, 故造成输出最大转矩减小. 另外 ,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩才能和静态调速性能都仍不尽如人意,但系统性能不高、掌握曲线会随负载地变化而变化 ,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应地存在 而 性 能 下 降 , 稳 定 性 变 差 等 . 因 此 人 们 又 研 究 出 矢 量