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1 監(jiān)控系統(tǒng)硬件結構
監(jiān)控系統(tǒng)硬件總體結構設計中，上位機作為主控單元，為了使計算機與變頻器之間能夠通信，應在兩者之間安裝一個轉換接口，這樣計算機通過RS232/RS485轉換接口連接到EV3000變頻器，通過變頻器驅動控制變頻電機，變頻電機驅動轉臺旋轉。編碼器把電機轉動信息反饋至變頻器，從而實現(xiàn)上位機發(fā)送通信命令控制變頻器，變頻器響應命令驅動電機使轉臺動作，編碼器把反饋信息回傳給變頻器，完成控制流程。監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結構如圖1所示。
EV3000可以通過長短幀進行通信。短幀用于獨立傳送自動控制系統(tǒng)所需的控制字和狀態(tài)字;長幀既包括控制字和狀態(tài)字又含有涉及操作控制、觀測、維護以及診斷等的內(nèi)容(所具有的內(nèi)容受變頻器自身功能的限制)。本文以長幀為例進行說明。從計算機(控制器)到變頻器的通信發(fā)送幀格式如圖2所示。從變頻器到計算機(控制器)的通信接收幀格式如圖3所示。
EV3000的參數(shù)定標說明如下：
1)頻率的定標為1：100。欲使變頻器以50 Hz運轉，則主設定應為1388H(5 000)。
2)時間的定標為1：10。欲使變頻器加速時間為30 s，則功能碼設定應為012CH(300)。
3)電流的定標為1：10。若變頻器反饋電流為012CH，則該變頻器當前電流為30 A。
3 監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計
軟件設計基于Windows平臺的可視化集成開發(fā)工具Delohi軟件，利用Delphi的第三方提供的Spcomm控件，可簡單便捷地實現(xiàn)應用程序的串行通信。Spcomm主要屬性方法包括：1)CommName：設置串口;2)BaudRate：設置波特率;3)Paritv：奇偶校驗位;4)ByteSize：設定的字節(jié)長度;5)StopBits：停止位;6)Startcomm方法，用于打開串口;7)StopComm方法用于關閉串口;8)WriteCommData方法用于將一個字符串發(fā)送到寫進程。監(jiān)控界面如圖4所示。
監(jiān)控程序界面主要用于用戶和變頻調(diào)速系統(tǒng)之間交互。通過此界面，用戶一方面可以方便地控制電機動作，另一方面，也可實時監(jiān)控變頻調(diào)速器的一些比較重要的參數(shù)，如電流、頻率、電機的轉矩及轉速等，觀察其運行狀況是否正常。在計算機通信前必須對串口進行初始化，而且參數(shù)要與變頻器參數(shù)相同，否則不能通信。變頻器通信程序流程如圖5所示。
在實際應用中，通過計算機控制軟件設定相應頻率使轉臺在匹配的加速度下運行。表1中列出變頻器頻率f，轉臺法向加速度G，轉臺角速度ω，轉臺轉速N之間的對應關系。
圖6是變頻電機驅動轉臺按表1中3種頻率變換動作，逐級遞升使轉臺法向加速度在40，60，80 g下轉動。通過分析實驗數(shù)據(jù)可知，上位機監(jiān)控軟件能夠穩(wěn)定、準確的控制變頻電機動作，完成操作流程。
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