PLC及触摸屏在高压变频器中的应用

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