摘 要: 本文介紹了臺(tái)達(dá)PLC和人機(jī)界面（HMI）在臺(tái)達(dá)高壓變頻器上的應(yīng)用，主要講述了PLC通過(guò)其串口來(lái)和主控DSP通訊過(guò)程、系統(tǒng)中的一些邏輯控制及故障保護(hù)等。透過(guò)HMI來(lái)對(duì)高壓變頻器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定及設(shè)備起停操作，并將系統(tǒng)數(shù)據(jù)、故障信息、歷史報(bào)警信息顯示出來(lái)。
關(guān)鍵詞：PLC，HMI，高壓變頻器
Abstract: This paper introduces Delta PLC and HMI (HMI) on the application of high-voltage inverter, mainly tell about the PLC and the host through its serial port to DSP communication, the system in some of logic control and fault protection . Through the HMI to set the parameters of the high voltage inverter and equipment start-stop operations, and system data, fault information, history, alarm information is displayed.
KEY： PLC ，HMI，MVD
1．概述
高壓變頻器主要由控制柜、功率單元柜、變壓器柜和旁路柜4部分組成。控制柜作為整個(gè)高壓變頻器的核心部分，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作及控制。包括對(duì)功率單元PWM調(diào)制，控制 IGBT通斷來(lái)輸出單相脈沖調(diào)制波形、通過(guò)主站發(fā)出的命令來(lái)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作、故障時(shí)候的對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的重要保護(hù)以及相關(guān)數(shù)據(jù)信息的顯示。鑒于高壓變頻器對(duì)系統(tǒng)可靠性高，抗干擾性強(qiáng)及擴(kuò)展性豐富等特點(diǎn)，本主控系統(tǒng)采用臺(tái)達(dá)生產(chǎn)的DVP系列PLC和DOP-B系列觸摸屏來(lái)參與控制。
DVP系列可編程邏輯控制器以高速、穩(wěn)健、高可靠度應(yīng)用于許多工業(yè)自動(dòng)化機(jī)械上；除了具有快速執(zhí)行邏輯運(yùn)算、豐富的指令集、多元擴(kuò)充功能卡及高性價(jià)比等特色外，并且支持多種通訊規(guī)范。 DVP系列PLC一般具有兩個(gè)通訊口（ES2除外），COM1是RS232,COM2是RS485，支持ModBus ASCII/RTU通訊格式，通訊速率最高可達(dá)115200bps，兩通訊口可以同時(shí)使用。其提供了針對(duì)ModBus ASCII/RTU模式的專用通訊指令，這樣在編寫通訊程序時(shí)就可以大大簡(jiǎn)化，無(wú)需像用串行數(shù)據(jù)傳送指令RS那樣要進(jìn)行復(fù)雜的校驗(yàn)碼計(jì)算和遵循復(fù)雜的指令格式。
DOP人機(jī)界面提供多樣化尺寸與色彩的觸摸屏幕，并為工業(yè)自動(dòng)化機(jī)械提供快速便利的控制功能。此外，全系列產(chǎn)品皆搭配Windows-base人性化編輯軟件，使用者可快速編輯圖表界面，并可自由設(shè)定適合的通訊規(guī)范。
2．系統(tǒng)方案
整個(gè)主控系統(tǒng)主要由DVP32EH2-L、DVP06XA模擬量擴(kuò)展模塊、DVP-F485S通訊卡、DVP16HM11N數(shù)字量擴(kuò)展、DOP-B10系列人機(jī)界面以及主控箱一套組成。
PLC的COM2作為主站，主要用于系統(tǒng)的邏輯判斷、故障保護(hù)、DSP從站讀寫操作等。PLC的COM1為從站來(lái)和HMI通訊，及時(shí)準(zhǔn)確的將系統(tǒng)中的信息顯示在HMI上。在操作模式為本地控制時(shí)，由HMI來(lái)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作。模擬量模塊用來(lái)采集變壓器柜中的溫度信號(hào)，將溫度控制器傳送來(lái)的4~20mA換算成對(duì)應(yīng)的溫度值來(lái)進(jìn)行顯示，根據(jù)溫控器保護(hù)信號(hào)來(lái)對(duì)系統(tǒng)過(guò)溫信號(hào)和超高溫信號(hào)進(jìn)行保護(hù)。利用EH2-L系列PLC的高擴(kuò)展性功能，選擇性的擴(kuò)展 PFORIFUS通訊模塊、以太網(wǎng)通訊模塊來(lái)滿足不同客戶的需求。通過(guò)臺(tái)達(dá)PLC支持的標(biāo)準(zhǔn)Modbus通信協(xié)議，用戶可以通過(guò)該端口來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)。
2.1主控框圖如下
2.2系統(tǒng)I/O點(diǎn)配置
2.3臺(tái)達(dá)PLC在系統(tǒng)中的功能簡(jiǎn)述
根據(jù)系統(tǒng)要求，對(duì)程序進(jìn)行編制來(lái)完成相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)，具體功能如下：
系統(tǒng)邏輯判斷：系統(tǒng)透過(guò)PLC的邏輯判斷來(lái)給出系統(tǒng)相關(guān)狀態(tài)的標(biāo)志位，如系統(tǒng)就緒，高壓合閘允許、高壓已合、請(qǐng)求運(yùn)行以及系統(tǒng)運(yùn)行中等等。
故障保護(hù)：通過(guò)讀取主控DSP中的故障信息來(lái)將系統(tǒng)中的信息在HMI上作出顯示，遇到重故障信息迅速斷開(kāi)高壓變頻器前端斷路器來(lái)切斷設(shè)備電源，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。
系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀取：利用PLC上的RS485通訊來(lái)和DSP進(jìn)行通訊，通過(guò)查詢的方式來(lái)讀取系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)候的電流、電壓、頻率等數(shù)值以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。
其他功能：該功能中包括事件記錄顯示、PID功能調(diào)節(jié)、系統(tǒng)溫度顯示等。客戶也可以通過(guò)系統(tǒng)中添加的DVP-F485S通訊擴(kuò)展卡來(lái)遠(yuǎn)程讀取PLC中開(kāi)關(guān)量狀態(tài)及寄存器中的值。
本系統(tǒng)采用了臺(tái)達(dá)EH2-L系列PLC，具有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：
◆優(yōu)異的運(yùn)算功能
◆可左側(cè)擴(kuò)充高速模組。
◆可搭配多樣化的特殊擴(kuò)充模塊與功能卡。
◆支持2軸直線/圓弧運(yùn)動(dòng)控制
◆龐大的程序存儲(chǔ)空間
2.4臺(tái)達(dá)HMI系統(tǒng)中功能簡(jiǎn)述
通過(guò)畫面組態(tài)，我們可以由系統(tǒng)主界面對(duì)整個(gè)高壓變頻器進(jìn)行啟動(dòng)、自由停機(jī)等操作。實(shí)時(shí)的將系統(tǒng)運(yùn)行中的輸入、輸出電流、運(yùn)轉(zhuǎn)頻率實(shí)時(shí)的顯示在HMI上。在進(jìn)入功能設(shè)定界面來(lái)修改系統(tǒng)的操作模式、修改系統(tǒng)密碼。參數(shù)設(shè)定界面能夠很方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。故障界面則及時(shí)的顯示系統(tǒng)運(yùn)行中的故障信息。同時(shí) HMI能將系統(tǒng)中的事件記錄無(wú)遺漏的進(jìn)行儲(chǔ)存，讓用戶和售后人員了解產(chǎn)品歷史故障信息！
系統(tǒng)運(yùn)行中HMI顯示畫面如下 ：
圖一
本系統(tǒng)采用了臺(tái)達(dá)B系列觸摸屏方案。具有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：
◆精細(xì)高畫面的顯示
◆完善的故障檢測(cè)功能，保證設(shè)備運(yùn)行可靠。
◆人性化的編程軟件，給客戶編程工作帶來(lái)了極大的方便。
◆能更好的根據(jù)工藝的要求進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高了客戶在行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力。
◆高容量記憶區(qū)
3．小結(jié)
將臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品應(yīng)用在臺(tái)達(dá)高壓變頻器上，是對(duì)臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品的又一檢驗(yàn)。經(jīng)過(guò)高壓變頻器在多方場(chǎng)合的運(yùn)行，臺(tái)達(dá)PLC和HMI交了份滿意的答卷，其可靠性、穩(wěn)定性得到客戶的肯定。
【參考文獻(xiàn)】
（1）臺(tái)達(dá)DVP-PLC應(yīng)用技術(shù)手冊(cè) 臺(tái)達(dá)內(nèi)部資料 2007
（2）臺(tái)達(dá)DOP-B系列人機(jī)界面使用手冊(cè) 臺(tái)達(dá)內(nèi)部資料 2007
（3）《通信原理》，第3版，北京郵電大學(xué)出版社2008，周炯盤等編