電機變頻控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、本科畢業(yè)論文 題目：電機變頻控制系統(tǒng)的設(shè)計 考生姓名： 準(zhǔn)考證號： 專業(yè)層次： 本科 院 （系）：機械與動力工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 職 稱： 講師 xxx 二 o 一 o 年十二月二十日 本科畢業(yè)論文 電機變頻控制系統(tǒng)的設(shè)計 考生姓名： 準(zhǔn)考證號： 專業(yè)層次： 本科 指導(dǎo)教師： 院 （系）： 機械與動力工程學(xué)院 xxx 二 o 一 o 年十二月二十日 摘 要 變頻器傳動已成為實現(xiàn)工業(yè)自動化的主要手段之一，在各種生產(chǎn)機械和生產(chǎn)線中 有著廣泛的應(yīng)用。其中，重要的技術(shù)特征是可以充分地與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，發(fā)揮智 能控制的優(yōu)勢，實現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，這是工業(yè)企業(yè)自動化的重要發(fā)展方向，并 已有一些很好的范

2、例?，F(xiàn)在，通用變頻器在各行各業(yè)中的應(yīng)用，已成為改造傳統(tǒng)工業(yè)、 改善工藝流程、提高生產(chǎn)過程自動化水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善生產(chǎn)環(huán)境、節(jié)約能源、 推動技術(shù)進步的主要技術(shù)手段之一，也是國際上更新最快的新技術(shù)領(lǐng)域之一。 本文以 sv004ig5-1 變頻器，變頻專用電動機 yvp840-1，普通 pc 機，瑞賽特 8250 rs232/485 轉(zhuǎn)換器為主要硬件設(shè)備，搭建了基于 485 總線的電機變頻控制系統(tǒng)。 本文中上位機和下位機的通信軟件采用了 ni 公司的 labview 作為開發(fā)平臺。利用 labview 的串行通信函數(shù)節(jié)點完成了控制功能模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊、數(shù)據(jù)判斷模塊 等的編制。 本文使用 la

3、bview 作為變頻器遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺，大大節(jié)約了研究 工作的工時，提高了效率，同時也讓軟件具有了一定的可擴展能力。 關(guān)鍵詞：變頻器 串行通信 遠(yuǎn)程監(jiān)控 labview abstract inverter driving has become the main means to realize industrial automation .in various production machinery and production line, it has a wide range of applications. one of the important technical cha

4、racteristics, can be fully with the modern network technology, play advantage of intelligent control and distributed network control system, which is the important industrial automation development direction, and have some very good example. now, the application of general inverter in every walk of

5、life, which has become one of the main technical means to alter traditional industries, improve the production process automation level, improve product quality, improve the production environment, energy saving, and promote technological progress ,which is one of the worlds fastest update of new te

6、chnology. in this paper, ig5 inverter, definite-purpose motor, pc and rs232/485 converter is the main hardware, building of motor control system, which is based 485 buses. in this paper the communication software for host computer and slave computer is made up by labview. using the serial communicat

7、ion function node labview completed control function module, data monitoring module, the data of judgment module. this paper used labview as developing platform for remote monitoring system of inverter, greatly reduce the research work, improve the working efficiency, also let software has certain e

8、xtensible ability. keywords: inverter serial communication remote monitoring labview 目錄 摘摘 要要.i abstract.ii 1 1 緒論緒論.1 1.11.1 變頻器的應(yīng)用概況變頻器的應(yīng)用概況 .1 1.21.2 本選題的研究背景與意義本選題的研究背景與意義 .2 1.31.3 本選題的主要工作本選題的主要工作 .2 2 2 變頻技術(shù)介紹變頻技術(shù)介紹.3 2.12.1 變頻器的概述變頻器的概述 .3 2.22.2 變頻器的分類變頻器的分類 .3 2.2.1 交-直-交變頻器.3 2.2.2 交-交變頻器

9、.4 2.32.3 變頻器的額定值和技術(shù)指標(biāo)變頻器的額定值和技術(shù)指標(biāo) .6 2.3.1 變頻器的額定值.6 2.3.2 變頻器的性能指標(biāo).6 2.42.4 使用變頻器的目的及效果使用變頻器的目的及效果 .7 3 3 電機變頻控制系統(tǒng)總體設(shè)計電機變頻控制系統(tǒng)總體設(shè)計.8 3.13.1 電機變頻控制系統(tǒng)的硬件組成電機變頻控制系統(tǒng)的硬件組成 .8 3.1.1 sv004ig5-1 變頻器 .8 3.1.2 rs232/485 轉(zhuǎn)換器 .11 3.1.3 變頻專用電動機 .14 3.23.2 電機變頻控制系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計及設(shè)計原則電機變頻控制系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計及設(shè)計原則 .15 3.2.1 電機變頻

10、控制系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計 .15 3.2.2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計原則 .15 4 4 變頻器和變頻器和 pcpc 機的通訊實現(xiàn)機的通訊實現(xiàn).17 4.1rs-4854.1rs-485 總線基礎(chǔ)總線基礎(chǔ) .17 4.1.1.阻抗不連續(xù).17 4.1.2.rs-485 接口 .17 4.1.3 rs-485 電纜 .18 4.1.4 rs-485 網(wǎng)絡(luò) .19 4.1.5 rs-485 系統(tǒng)的常見故障及處理辦法 .19 4.24.2 lglg ig5ig5 變頻器的通信協(xié)議變頻器的通信協(xié)議.20 4.2.1 lg 通用變頻器專用通信協(xié)議 .21 4.2.2 設(shè)置與運行通信協(xié)議 .24 5 5 軟件設(shè)計軟

11、件設(shè)計.26 5.15.1 labviewlabview 虛擬儀器開發(fā)平臺概述虛擬儀器開發(fā)平臺概述 .26 5.1.1 labview 特點 .26 5.1.2 labview 開發(fā)流程 .27 5.25.2 labviewlabview 串口通訊編程串口通訊編程 .27 5.2.1 串口通信基本程序流程框圖 .28 5.35.3 變頻器遠(yuǎn)程監(jiān)控程序變頻器遠(yuǎn)程監(jiān)控程序 .29 5.3.1 程序功能分析 .29 5.3.2 程序結(jié)構(gòu) .29 5.3.3 程序編制 .30 6 6 結(jié)論結(jié)論.31 致謝致謝.32 參考文獻參考文獻.33 論文原創(chuàng)性聲明論文原創(chuàng)性聲明 1 緒論 人類在 19 世紀(jì)中葉

12、就已經(jīng)發(fā)明了電動機，但真正意義上的電動機自動控制系統(tǒng)是 在 20 世紀(jì) 30 年代出現(xiàn)的，當(dāng)時的閘流管、引燃管，而后是磁放大器、磁飽和電抗器 作為靜止變流器，形成了第一代電動機傳動控制系統(tǒng)。在二次世界大戰(zhàn)中，自動控制 理論得到了發(fā)展，這有力地促進了電動機傳動控制系統(tǒng)理論體系的建立。但是，在很 長的一段時間里，在較高的控制性能的傳動系統(tǒng)里，直流電動機一直占主導(dǎo)地位，主 要原因在于其控制簡單、高速平滑、性能良好。然而，直流電動機結(jié)構(gòu)上存在的機械 換向器和電刷，它具有一些難以克服的固有缺點，那就是維護困難，壽命短、單機容 量和最高電壓都受到一定限制等。而交流電動機（主要是異步電動機） 。正好與直流電

13、 動機相反，它沒有電刷，結(jié)構(gòu)簡單，維護容易，但是在當(dāng)時的條件下但是在當(dāng)時的技 術(shù)條件下，很難實現(xiàn)高性能的高速控制。在當(dāng)時，交流電動機雖然在數(shù)量上占絕對的 多數(shù)，但一般采用電源直接供電，直接拖動負(fù)載的方式，沒有任何控制。 20 世紀(jì) 70 年代初的席卷全球的石油危機促進了交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，因為當(dāng)時人 們發(fā)現(xiàn)，占電動機用電量一半以上的風(fēng)機、泵類負(fù)載的拖動電動機工作在恒轉(zhuǎn)速狀態(tài)， 是靠閥門和擋板來調(diào)節(jié)流量或壓力的，因而造成了大量的電能浪費。通過改變電動機 轉(zhuǎn)速的方法調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量，一般可節(jié)電 20%30%,于是在工業(yè)化國家，變頻器出現(xiàn)了。 可以說，交流傳動控制的真正的發(fā)展和應(yīng)用是從使用變頻高速技術(shù)

14、來改造風(fēng)機、泵類 負(fù)載而開始的。 1.1 變頻器的應(yīng)用概況 我國國內(nèi)各工礦企業(yè)應(yīng)用變頻器還處于起步階段，只有少數(shù)效益好的企業(yè)愿意采 用變頻器，一般的企業(yè)并不熱衷于使用變頻器。主要原因有： 1)資金困難。我國企業(yè)步入轉(zhuǎn)軌階段，大部分效益不好，只能維持簡單再生產(chǎn)， 對于新建項目，為節(jié)省資金，也不采用變頻器； 2)性能價格比差?，F(xiàn)在質(zhì)量可靠的變頻器均為國外品牌，但價格高，國內(nèi)產(chǎn)品價 格雖然較低，但質(zhì)量不能讓人放心。所以好多企業(yè)有以下共識，要么不用，要用就用 最好的，這樣就提高了變頻器的使用門檻，同時延長了投資回收的時間； 3)思想觀念問題。一是人們的節(jié)能意識不強，在中國相同產(chǎn)品的能耗是發(fā)達國家 的兩

15、倍左右，但許多企業(yè)都習(xí)以為常；二是部分技術(shù)人員思想保守，習(xí)慣使用傳統(tǒng)的 控制方式，盡管故障率較高，但能夠自行處理； 4)基于售后服務(wù)考慮。變頻器硬件出現(xiàn)故障，用戶不能自行維修，而供貨商不能 及時處理，影響生產(chǎn)。 在使用中主要會遇到的問題有： 1)軟故障較多，如電機起動、停止或運行時，出現(xiàn)跳閘、過流、過壓和缺相等故 障。 2)電源污染問題，變頻器運行時出現(xiàn)的高次諧波對其他設(shè)備有干擾，若進行有效 處理，會增加投資。 3)硬件故障問題。隨著技術(shù)不斷進步，變頻器質(zhì)量越來越可靠，但還沒有完全成 熟，特別是大功率變頻器，故障率較高。 4)售后服務(wù)問題。由于變頻器應(yīng)用不夠廣泛，售后服務(wù)網(wǎng)點人員較少，對用戶的

16、 響應(yīng)較慢，特別個別進口產(chǎn)品，保修期過后，維修較難。 5)技術(shù)人員對變頻器、可編程序控制器知識掌握不多，部分簡單故障不能自行處 理。我國變頻器應(yīng)用跟國外差距表現(xiàn)在： 1)觀念差別。發(fā)達國家企業(yè)使用變頻器感到習(xí)以為常，像日本，用了兩年左右時 間就全面推開。國內(nèi)企業(yè)的節(jié)能意識差，如果有資金，更愿意上新項目，也不愿進行 變頻改造。 2)控制方式差別。國外企業(yè)大部分采用“一對一”控制方式，無形中提高了可靠 性，而國內(nèi)大都采用“一控二” 或“一控三”等控制方式，雖然節(jié)省投資，但降低了 可靠性。 1.2 本選題的研究背景與意義 電動機自動控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于機械、鋼鐵、礦山、冶金、化工、石油、紡織、 軍工等

17、行業(yè)， 這些行業(yè)中絕大部分生產(chǎn)機械都采用電動機作為原動機。有效地控制電 動機，提高其運行性能，對國民經(jīng)濟具有十分重要的現(xiàn)實意義。 由 1.1 節(jié)的介紹可知，我國不僅在變頻器的研發(fā)上與國外差距很大，而且在變頻 器的應(yīng)用上的差距也是不可小視的。這導(dǎo)致了我國的高端變頻器市場幾乎被國外品牌 占據(jù)，而且相關(guān)的服務(wù)亦收費昂貴。 1.3 本選題的主要工作 本文所設(shè)計的電機變頻控制系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成：普通計算機，rs232/485 轉(zhuǎn)換接口，lg ig5 變頻器，變頻專用電動機。普通計算機作為上位機，變頻器作為下 位機，上位機通過串行接口向下位機發(fā)出各種控制指令，下位機在收到指令后控制變 頻專用電動機動

18、作或者向上位機傳送其相關(guān)輸出參數(shù)的變化，達到遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視的 作用。程序的編制采用美國國家儀器公司開發(fā)的 labview 圖形化程序語言。 2 變頻技術(shù)介紹 2.1 變頻器的概述 變頻器至今并無確切的定義，但按其作用可理解為改變電動機電源頻率值及電壓 值的自動化電氣裝置（或設(shè)備） 。變頻器由電力電子器件（如 igbt 模塊） 、電子器件 （集成電路、開關(guān)電源、電阻、電容） 、微處理器（cpu）等組成，接在電源輸入端 （l1，l2，l3）和電動機輸入端（u，v，w）之間（見圖 2-1） 。 功率范圍：0.75500kw（大于此功率值建軍議選用高壓電動機及高壓變頻器） 。 頻率范圍：0400hz（

19、指通用變頻器） ，0120hz（指水泵、風(fēng)機用的變頻器） 。 電壓范圍：0380v（或 440v、600v，指低壓變頻器） 。 圖 2-1 變頻器在電路中的位置 2.2 變頻器的分類 2.2.1 交-直-交變頻器 交-直-交電壓型變頻器是通用變頻器的主要形式，根據(jù)變頻器輸出頻率和電壓的 控制方式的不同，交-直-交變頻器可分為三種： 用可控整流器高壓、逆變器調(diào)頻的交-直-交變頻器； 用二極管整流器整流、斬波器調(diào)壓、逆變器調(diào)頻的交-直-交變頻器 用二極管整流、pwm 逆變器同時調(diào)頻調(diào)壓的交-直-交變頻器。其結(jié)構(gòu)形式如圖 2-2 所示。 圖 2-2 交直交變頻器的三種結(jié)構(gòu)形式 前兩種變頻器有兩級可控

20、功率級，第一級完成調(diào)壓任務(wù)，第二級完成調(diào)頻任務(wù)， 調(diào)壓、調(diào)頻分別進行；后一種只有一級可控功率級，調(diào)壓、調(diào)頻均由逆變器完成。與 前兩種相比，后一種有以下優(yōu)點： 工頻交流電經(jīng)二極管整流和中間電容濾波后供 pwm 逆變器逆變，電網(wǎng)波形畸變小， 功率因數(shù)高。 pwm 逆變器是通過改變脈沖寬度來改變電壓的，而且變頻、變壓同時進行，故這種 逆變器動態(tài)響應(yīng)特性好。 pwm 逆變器輸出電壓脈寬按正弦規(guī)律變化，交流電動機電流波形接近正弦波，輸出 的諧波分量小，電動機脈動轉(zhuǎn)矩小，運行平穩(wěn)。 2.2.2 交-交變頻器 交-交變頻器可直接將電網(wǎng)頻率交流電變成頻率可調(diào)交流電，無需中間直流環(huán)節(jié)， 從而可改善整個變頻裝置的

21、變換效率。又由于交-交變頻器中晶閘管可利用交流電網(wǎng)實 現(xiàn)電源換流，無需換流電路，簡化了變頻器結(jié)構(gòu)。這種變頻器在大容量低速同步電機 的無齒輪傳動中，大型繞線式異步電動機的超同步調(diào)速中，以及航空電源中的變速恒 頻發(fā)電系統(tǒng)上得到了廣泛應(yīng)用。 交-交變頻器輸出的每一相都是由兩組晶閘管整流器反并聯(lián)的可逆線路構(gòu)成，如圖 2-3 所示。 圖 2-3 交-交變頻器一相電路及輸出波形 圖中，圖（a）電路接入了足夠大濾波電感 l，輸出電流近似方波，稱為電流源型； 圖（b）中兩組整流器直接反并聯(lián)，構(gòu)成電壓源型電路。當(dāng)正組工作在整流狀態(tài)時，反 組封鎖，負(fù)載上電壓為上正下負(fù)；當(dāng)反組處于整流狀態(tài)而正組封鎖時，為上負(fù)下 0

22、 u 0 u 正，使負(fù)載上得到交流電壓，如圖（c）所示。若以一定頻率控制正組和反組整流器切 換頻率的交流電壓。由于交-交變頻器輸出的交流電壓是經(jīng)晶閘管整流后獲得，因此其 輸出頻率不能高于電網(wǎng)頻率。通常，最高輸出頻率限制為電網(wǎng)頻率的。 3121 根據(jù)輸出波形的不同，交-交變頻器可分為導(dǎo)通型的方波電流源變頻器和 120 導(dǎo)通型的正弦波電壓源型變頻器。 180 2.3 變頻器的額定值和技術(shù)指標(biāo) 2.3.1 變頻器的額定值 1 輸入側(cè)的額定值 中小容量通用變頻器輸入側(cè)的額定值主要指電壓和相數(shù)。在我國，輸入電壓的額 定值（指線電壓）有 3 相 380v、3 相 220v（主要指進口變頻器） 、單相 22

23、0v（主要是 家用電器中的中小容量變頻器）三種，此外，輸入側(cè)電源電壓的頻率一般規(guī)定為工頻 50hz 或 60hz。 2 輸出側(cè)的額定值 輸出電壓 un。由于變頻器在變頻的同時也要變壓，所以輸出電壓的額定值是指輸 出電壓中的最大值。在大多數(shù)情況下，它就是輸出頻率等于電動機額定頻率時的輸出 電壓值。通常，輸出電壓的額定值總是和輸入電壓相等。 輸出電流 in。指允許長時間輸出的最大電流，是用戶在選擇變頻器時的主要依據(jù)。 輸出容量 sn。sn 取決于 un 和 in 的乘積。 （1） nnn ius3 配用電動機容量。對于變頻器說明書中規(guī)定的配用電動機，其容量說明如下： n p 它是根據(jù)下式估算的結(jié)果

24、： （2） mmnn spcos 式中：電動機的效率；電動機的功率因數(shù)。 m m cos 由于電動機容量的標(biāo)稱值是統(tǒng)一的，而和值不一致，所以配用電動機容 m m cos 量相同的變頻器，品牌不同，其輸出容量常常不同。 說明書中的配用電動機容量，僅對長期連續(xù)負(fù)載才是最適合的，對于各種變動負(fù) 載，則不適用。 過載能力。變頻器的過載能力是指允許其輸出電流超過額定電流的能力，大多數(shù) 變頻器都規(guī)定為 150%、1。 n i min 2.3.2 變頻器的性能指標(biāo) 變頻器的性能就是通常所說的功能，這類指標(biāo)是可以通過各種測量儀器工具，在 較短時間內(nèi)測量出來的，這類指標(biāo)是 iec 標(biāo)準(zhǔn)和國標(biāo)所規(guī)定的，出廠所需檢

25、驗的質(zhì)量 指標(biāo)。用戶選擇幾項關(guān)鍵指標(biāo)，就可知道變頻器的質(zhì)量高低，而不是單純看是進口還 是國產(chǎn)，是昂貴還是便宜。以下是變頻器的幾項關(guān)鍵指標(biāo)。 在 0.5hz 時能輸出多大的起動轉(zhuǎn)矩。 比較優(yōu)良的變頻器在 0.5hz 時能輸出 200%高起動轉(zhuǎn)矩（在 22kw 以下，30kw 以上 輸出 180%的起動轉(zhuǎn)矩） 。具有這一性能的變頻器，可根據(jù)負(fù)載要求實現(xiàn)短時間平穩(wěn)加減 速，快速響應(yīng)急變負(fù)載，及時檢測出再生功率。 頻率指標(biāo) 變頻器頻率指標(biāo)包括頻率范圍、頻率精度和頻率分辨率。 頻率范圍以變頻器輸出的最高頻率和最低頻率標(biāo)示，各種變頻器的頻率范 max f min f 圍不盡相同。通常，最低工作頻率約為 0

26、.11hz，最高工作頻率約為 200500hz。 頻率穩(wěn)定精度也稱頻率精度，是指在頻率給定值不變的情況下，當(dāng)溫度、負(fù)載變 化，電壓波動或長時間工作后，變頻器的實際輸出頻率與給定之間的最大誤差與最高 工作頻率之比。 對于數(shù)字設(shè)定式的變頻器，頻率分辨率決定于微機系統(tǒng)的性能，在整個調(diào)頻范圍 （如 0.5400hz）內(nèi)是一個常數(shù)（例如0.01hz） 。對于模擬設(shè)定式，頻率的分辨率還 與頻率給定電位器的分辨率有關(guān)，一般可以達到最高輸出頻率的0.05%。 速度調(diào)節(jié)范圍控制精度和轉(zhuǎn)矩控制精度 現(xiàn)在變頻器速度控制精度能達到0.005%，轉(zhuǎn)矩控制精度能達3%。 在低轉(zhuǎn)速時的脈動情況 低轉(zhuǎn)速脈動情況是檢驗變頻器好

27、壞的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。有的高質(zhì)量變頻器在 1hz 時 的轉(zhuǎn)速脈動只有 1.5。 min/r 此外，變頻器的噪聲及諧波干擾、發(fā)熱量等都是重要的性能指標(biāo)，這是指標(biāo)與變 頻器所選用的開關(guān)器件及調(diào)制頻率和控制方式有關(guān)。用 igbt 和 ipm 制成的變頻器，由 于調(diào)制頻率高，其噪聲很小，一般情況下連人的耳朵都聽不見，但其高次諧波始終存 在。如果采用控制方式較好，也可減少一些諧波量。 2.4 使用變頻器的目的及效果 變頻器的應(yīng)用范圍很廣，凡是使用三相交流異步電動機電氣傳動的地方都可裝置 變頻器，對設(shè)備來講，使用變頻器的目的無非有三個： 對電動機實現(xiàn)節(jié)能 使用頻率范圍為 050hz，具體值與設(shè)備類型、工況條件

28、有關(guān)。 對電動機實現(xiàn)調(diào)速 使用頻率范圍為 0400hz，具體值按工藝要求而定，受電動機 允許最大工作頻率的制約。 對電動機實現(xiàn)軟件起動、軟制動 頻率的上升或下降，可人為設(shè)定時間、實現(xiàn)起動、 制動平滑無沖擊電流或機械沖擊。變頻器的使用可節(jié)省電能，降低生產(chǎn)成本，減少維 修工作量，給實現(xiàn)生產(chǎn)自動化帶來方便和好處，應(yīng)用效果十分明顯，對產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn) 量、合格率都有很大提高。 3 電機變頻控制系統(tǒng)總體設(shè)計 3.1 電機變頻控制系統(tǒng)的硬件組成 本控制系統(tǒng)采用一拖一的控制方式。系統(tǒng)的拓樸結(jié)構(gòu)如圖 3-1 所示。系統(tǒng)由一臺 pc 機，rs232/485 轉(zhuǎn)換模塊，及 lg 的 ig5 系列變頻器組成。 圖 3-

29、1 圖 3-1 電機變頻控制系統(tǒng)的硬件組成 3.1.1 sv004ig5-1 變頻器 本文所選用的變頻器為 ig5 系列小容量通用變頻器 sv004ig5-1。其采用 igbt 開關(guān) 元件和 u/f 空間矢量 pwm 控制方式。產(chǎn)品特點是結(jié)構(gòu)緊湊，控制靈活，可以滿足一般 應(yīng)用要求，尤其適合于提升機械、包裝機械、紡織機械等需要大起動轉(zhuǎn)矩及需要有防 跳閘功能需要的場所。具有可設(shè)置的 u/f 曲線、多功能輸入/輸出端子、集電極開路輸 出。具有轉(zhuǎn)差補償功能、8 級預(yù)設(shè)速度和 3 段跳躍頻率、點動功能、自動再起動功能、 防失速功能、手動/自動轉(zhuǎn)矩補償功能等。內(nèi)置 rs485、mudbugs-rtu、pi

30、d 控制器和制 動單元?？刂泼姘蹇刹鹦?，通過控制面板可轉(zhuǎn)移程序。保護功能有過流、過電壓、欠 電壓、變頻器過熱、電動機過熱、cpu 錯誤、控制面板錯誤等?？蛇x件有外接制動電阻、 擴展操作單元、pi 控制軟件。sv004ig5-1 的功能特性如下： 表 3-1 sv004ig5-1 的性能參數(shù) 控制方式v/f 控制 數(shù)字設(shè)定：0.01hz（低于 100hz）,0.1hz（高于 100hz） 頻率設(shè)定分辨率 模擬設(shè)定：0.03hz/50hz 頻率精度數(shù)字：0.01%最大輸出功率 模擬：0.1%最大輸出功率 v/f 比率線性，平方，用戶 v/f 過載能力 額定電流 150%-1 分鐘，額定電流 200

31、%-0.5 秒(特性與 時間成反比) 控制方式 轉(zhuǎn)矩補償手動轉(zhuǎn)矩補償(0-20%),自動轉(zhuǎn)矩補償 運行方 式 控制盤/端子/通訊方法 頻率設(shè) 定 模擬：010v/420ma 數(shù)字：控制盤 起動信 號 正向，反向 多步數(shù)可達 8 步速度給定（使用多功能端子） 多步加 速/減速 時間 0-6,000 秒，對于每個設(shè)定可以選擇和設(shè)定 8 種類型 （使用多功能端子）加速/減速方式：線型、u 型、s 型 緊急停 止 中斷變頻器輸出 輸入信 號 寸動寸動運行 運行方式 輸出信 號 故障重 置 當(dāng)保護功能處于有效狀態(tài)時，可以解除故障狀態(tài) 運行狀 態(tài) 頻率等級檢測、過載報警、堵轉(zhuǎn)、過壓、欠壓、變頻 器過熱、運

32、行、停止、恒速，節(jié)能運行，速度跟蹤， 自動多步運行、自動順序運行 故障輸 出 接觸器輸出(30a,30c,30b)-ac250v1a,dc30v1a 輸出指 示儀表 從輸出頻率，輸出電流，輸出電壓，直流電壓中選擇 1 種(輸出脈沖：500hz，輸出電壓：010v) 運行功能 直流制動，頻率限制，跳頻，第二功能，滑差補償， 反轉(zhuǎn)保護，自動重起動，節(jié)能運行、自整定、pid 控制 變頻器保護 過電壓，欠電壓，過電流，保險絲斷，接地故障，變 頻器過熱，電機過熱，缺相，過載保護，外部故障 1，2，通訊錯誤，速度指令丟失，硬件故障，選件故 障等 變頻器報警堵轉(zhuǎn)防護，過載報警 保護功能 瞬間掉電 小于 15

33、 毫秒：連續(xù)運行，大于 15 毫秒：可以自動重 新啟動 運行信息 輸出頻率，輸出電流，輸出電壓，頻率設(shè)定值，運行 速度，直流電壓 顯示 故障信息發(fā)生故障時顯示故障原因，可以保留 5 次故障原因 環(huán)境溫度-10 c40 c 儲存溫度-20 c65 c 環(huán)境濕度最大 90%rh（無結(jié)露） 高度振動1,000m 以下，5.9m/秒 2 （=0.6g）以下 環(huán)境 應(yīng)用場合無腐蝕氣體，易燃?xì)怏w，油霧，或灰塵 規(guī)格應(yīng)用 電阻 容量 電阻值平均制動轉(zhuǎn)矩 連續(xù)制 動時間變頻器 w% 執(zhí)行轉(zhuǎn) 矩% sec sv004ig5-110040010055 制動轉(zhuǎn)矩大時 電阻 容量 電阻值平均制動轉(zhuǎn)矩 連續(xù)制 動時間變

34、頻器 w% 執(zhí)行轉(zhuǎn) 矩% sec sv004ig5-110040010055 電阻 容量 電阻值平均制動轉(zhuǎn)矩 連續(xù)制 動時間變頻器 w% 執(zhí)行轉(zhuǎn) 矩% sec sv004ig5-115030015055 型號額定電流（a）說明 sv004ig5-1 功率 0.37kw（輸入：3 相 220v/輸出：3 相 0220v） 3.1.2 rs232/485 轉(zhuǎn)換器 1 概述 rs232/485 通訊模塊采用瑞賽特-8520 型。瑞賽特-8520 可將 rs232 串行口的數(shù)據(jù) 發(fā)送（td）和數(shù)據(jù)接收（rd）信號轉(zhuǎn)換成兩線平衡的半雙工 rs485 信號。它是遠(yuǎn)距離 控制設(shè)備或點到多點總線通信的最佳選擇

35、，該轉(zhuǎn)換器由直流電源供電，不必重新設(shè)置 硬件或安裝軟件，完善浪涌保護，可以確保整個 rs-485 網(wǎng)絡(luò)的安全。 2 性能參數(shù) （1）自動內(nèi)部 rs485 總線管理，無需外部控制信號 rs485 數(shù)據(jù)線上有瞬態(tài)干擾、浪涌保護 總線上可掛 32 個設(shè)備 隔離遠(yuǎn)傳 1200m 傳輸速率：300bps115200bps 電源要求：1030vdc，有防反接保護 電源功耗：1.5 隔離電壓：1000v 傳輸距離：最大 2 公里（視線路而定） 尺寸：887825 使用環(huán)境：25 支持工業(yè) din 導(dǎo)軌安裝 3 連接器和信號 圖 3-2 rs-232 端（db9 公端） 圖 3-3 rs-485 端（db9

36、母端） 瑞賽特-8520 型轉(zhuǎn)換器采用 db9 型的母頭連接器與 rs-232 接口相連，其中 7、8 引 腳 1、4、6 引腳短接。另一端 db9 公頭連接器 rs-485 接口相連。接口定義如下。 表 3-2 rs-232c 引腳定義 db9female (pin) rs-232c (dce) 1dcd 2td 3rd 4dtr 5gnd 6dsr 7rtr 8cts 表 3-3 rs-485 引腳定義 db9male (pin) rs-485 2485- 7485+ 5gnd 4 連接示意圖 圖 3-4 點到點兩線半雙工通信 圖 3-5 點到多點兩線半雙工通信 圖 3-6 hz-01s

37、之間兩線半雙工通信 5 故障及排除 1、數(shù)據(jù)通信失敗 a、檢查 rs-232 接口連接是否正確 b、檢查 rs-485 接口連接是否正確 c、檢查 rs-232 接口信號電平（td、dtr、rts）是否低于5v d、檢查線路是否過長 e、檢查是否按 rs-485 規(guī)則進行布線 f、檢查所布線路是否為雙絞線 2、數(shù)據(jù)丟失或錯誤 a、檢查數(shù)據(jù)通信設(shè)備兩端數(shù)據(jù)速率、格式是否一致 b、檢查是否按 rs-485 規(guī)則進行布線 c、檢查所布線路是否為雙絞線 d、終端匹配電阻未連接 e、 3.1.3 變頻專用電動機 電機采用浙江省嘉興市巨能電機廠的 yvp804-1 變頻專用電動機。 yvp 系列電動機吸取

38、了國外先進國家產(chǎn)品這技術(shù)，應(yīng)用 cad 設(shè)計。低速時（頻率 50hz）能在 1：10 范圍內(nèi)作恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速運行且運行平穩(wěn)，無轉(zhuǎn)矩脈動現(xiàn)象，并具有 較高的起動轉(zhuǎn)矩和較小的起動電流。電動機高速能輸出恒功率特性。本系列電動機調(diào) 速范圍寬、振動小、噪聲低、能與國內(nèi)外各種 spwm 變頻裝置（如：日本富士、三菱） 相配套，構(gòu)成交流變頻無級調(diào)速系統(tǒng)。yvp 系列電動機的功率等級與安裝尺寸、機座中 心高均符合國際 iec 標(biāo)準(zhǔn)，其對應(yīng)關(guān)系與 y 系列（ip44）三相異步電動機相一致，互 換性通用性強。本系統(tǒng)電動機為籠型結(jié)構(gòu)、運行可靠、維修方便，并裝有獨立的冷卻 風(fēng)機、保證電機在不同的轉(zhuǎn)速下、均具有較好的冷卻效

39、果。 yvp 系列變頻電機是一種交流、高效、節(jié)能型調(diào)速電動機，專為匹配變頻調(diào)速設(shè)計 制造，是機電一體化的調(diào)速節(jié)能新產(chǎn)品。與其他調(diào)速方式相比，變頻調(diào)速系統(tǒng)具有應(yīng) 用范圍廣、節(jié)能效果明顯、調(diào)速性能好、起動轉(zhuǎn)矩大、低頻起動電流小、調(diào)速比寬、 快速響應(yīng)性優(yōu)良、噪音低、振動小、運行可靠、維修方便等特點，能夠保證電機長時 間低速或高速運行，是目前交流調(diào)速方案中最先進的系統(tǒng)之一。廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床 的主軸傳動、紡織、化工、冶金、塑膠、輕工、造紙等行業(yè)的恒轉(zhuǎn)矩、恒功率調(diào)速以 及風(fēng)機水泵等場合的節(jié)能調(diào)速。 表 3-4 yvp804-1 變頻專用電機性能參數(shù) 4 poles 極 nominal power 標(biāo)稱功

40、 率（kw） frame size 機 座號 rated torque 額定轉(zhuǎn)矩 （n.m） current 電流 （a） 0.558013.51.8 3.2 電機變頻控制系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計及設(shè)計原則 3.2.1 電機變頻控制系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計 本文設(shè)計的變頻器遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是有人工干預(yù)參與的在線實時連續(xù)監(jiān)控的自動化 系統(tǒng)。它能夠通過 485 總線向遠(yuǎn)程主機自動的發(fā)送變頻器的相關(guān)運行參數(shù)，從而實現(xiàn) 在線、動態(tài)、實時的監(jiān)測與控制。 本系統(tǒng)以普通 pc 機作為主機，sv004ig5-1 變頻器作為從機，通過串口進行數(shù)據(jù)傳 輸。它實現(xiàn)了在線控制與監(jiān)測的功能。主機上的程序以 ni 公司的 labview

41、 作為開發(fā)平 臺，以模塊化的方式進行設(shè)計。在該平臺下，開發(fā)出變頻器的控制模塊，變頻器的監(jiān) 測模塊及相關(guān)數(shù)據(jù)的判斷及顯示模塊。在發(fā)送控制及參數(shù)監(jiān)測命令前，先將各個命令 幀按照 lg 變頻器的專用通訊協(xié)議進行打包；然后將打包好的命令幀發(fā)送到串口傳輸緩 沖，交由串口將命令幀送到目標(biāo)變頻器的目標(biāo)寄存器；變頻器寄存器在接收到到命令 幀后作出相應(yīng)的響應(yīng)，然后根據(jù)響應(yīng)動作，返回相關(guān)數(shù)據(jù)幀到串口接收緩存；數(shù)據(jù)接 收模塊將串口接收緩存中的數(shù)據(jù)讀出，經(jīng)過數(shù)據(jù)判斷模塊判斷數(shù)據(jù)是否為所需要的數(shù) 據(jù)，然后決定該數(shù)據(jù)顯示與否。 圖 3-7 軟件組織結(jié)構(gòu)圖 3.2.2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計原則 1.低功耗 主 vi 變頻器控制模

42、 塊 變頻器數(shù)據(jù)監(jiān) 測模塊 數(shù)據(jù)接收模塊數(shù)據(jù)判斷模塊數(shù)據(jù)顯示模塊 visa 由于 labview 是以循環(huán)掃描的方式進行工作的，比較浪費 cpu 的時間，采用事件 結(jié)構(gòu)進行程序編制可以從一定程度上降低 cpu 的功耗。 2.可靠性 采用 rs485 總線進行通信，雖然可以滿足遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，但是由于其?于受到外界噪聲的干擾，故其可靠性不高。本文從軟件上進行了相應(yīng)的彌補，在數(shù)據(jù) 采集回來后，進行校驗后再予以顯示，較大程序上隔離了錯誤數(shù)據(jù)，提高了可靠性。 3.柔性化 使用 labview 編寫的程序，可以輕松的移植到蘋果機及采用 linux 等其它平臺上 運行。增加了系統(tǒng)的柔性。使用軟件使

43、用者可以采用其所擁有的現(xiàn)有的系統(tǒng)平臺來運 行變頻器控制系統(tǒng)程序而不必更換系統(tǒng)平臺。 4.內(nèi)存優(yōu)化 在使用設(shè)計 labview 程序時，將復(fù)雜 vi 分解為數(shù)個子 vi。子 vi 的使用會增添額 外的前面板和框圖的空間，但并不增添額外的代碼和數(shù)據(jù)空間。由于程序運行時只有 代碼和數(shù)據(jù)被調(diào)入內(nèi)存，因此使用子 vi 不會占用額外的內(nèi)存。使用子 vi 的好處還在 于當(dāng)子 vi 運行結(jié)束時，labview 可以及時收回子 vi 的數(shù)據(jù)空間，從而改善了內(nèi)存的使 用效率。沒有必要時不要設(shè)置子 vi 的重入（reentrant）屬性。 4變頻器和 pc 機的通訊實現(xiàn) 4.1rs-485 總線基礎(chǔ) 在自動化領(lǐng)域，

44、隨著分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展，迫切需要一種總線能適合遠(yuǎn)距離的 數(shù)字通信。在 rs-422 通信標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，eia 研究出了一種支持多節(jié)點、遠(yuǎn)距離和接 收高靈敏度的 rs-485 總線標(biāo)準(zhǔn)。rs-485 標(biāo)準(zhǔn)采用平衡式發(fā)送、差分式接收的數(shù)據(jù)收發(fā) 器來驅(qū)動總線，具體規(guī)格要求如下： 接收器輸入電阻12k。 in r （1）驅(qū)動器能輸出7v 的共模電壓。 （2）輸入端的電容50pf。 （3）在節(jié)點數(shù)為 32 個，配置了 120 的終端電阻的情況下，驅(qū)動器至少還能輸 出電壓 1.5v（終端電阻的大小與所用的雙絞線的參數(shù)有關(guān)） 。 （4）接收器的輸入靈敏度為 200mv，即（v）（v）0.2v。表示信號“0

45、” ； （v）（v）0.2v，表示信號“1” 。 因為 rs-485 的遠(yuǎn)距離、多節(jié)點（32 個）以及傳輸線成本低的特性，使得 eiars- 485 成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖紫葮?biāo)準(zhǔn)?；诖耍瑀s-485 在自動化領(lǐng)域的應(yīng)用非常 廣泛，但是在實際工程中 rs-485 總線運用仍然存在著很多問題，影響了工程的質(zhì)量， 為工程應(yīng)用帶來了很多的不方便。 4.1.1.阻抗不連續(xù) 信號在傳輸過程中如果遇到阻抗突變，信號在這個地方就會引起反射，這種信號 反射的原理，與光從一種媒質(zhì)進入另一種媒質(zhì)要引起反射是相似的。消除這種反射的 方法就是要盡量保持傳輸線阻抗連續(xù)，實際工程中常在電纜線的末端跨接一個與電纜 的特

46、性阻抗同樣大小的終端電阻就是為了減少信號反射。 從理論上分析，在傳輸電纜末端只要跨接了與電纜特性阻抗相匹配的終端電阻， 就能有效的減少信號反射。但是，在實際工程應(yīng)用中，由于傳輸電纜的特性阻抗與通 信波特率等應(yīng)用環(huán)境有關(guān)，特性阻抗不可能與終端電阻完全相等，因此或多或少的信 號反射還會存在。信號反射對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?，歸根到底是因為反射信號觸發(fā)了接收 器輸入端的比較器，使接收器收到了錯誤的信號，導(dǎo)致 crc 校驗錯誤或整個數(shù)據(jù)幀錯 誤。這種情況是無法改變的，只有盡量去避免它。 4.1.2.rs-485 接口 rs-485 采用差分信號負(fù)邏輯，26v 表示“0” ，62v 表示“1” 。rs-485

47、有兩線制和四線制兩種接線方式，四線制只能實現(xiàn)點對點通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn) 在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)，在同一總線上最多 可以掛接 32 個接點。在 rs-485 通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個主機 帶多個從機。很多情況下，連接 rs-485 通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個接 口的“a” 、 “b”端連接起來，這樣忽略了信號地的連接，這種連接方法在許多場合是 能正常工作的，但卻存在很大的隱患，其原因有： （1）共模干擾問題。rs-485 接口采用差分方式傳輸信號，并不需要相對于某個參 照點來檢測信號，系統(tǒng)只需要檢測兩線之間的電位差就可以了。但人

48、們往往忽視了收 發(fā)器有一定的共模電壓范圍，rs-485 收發(fā)器共模電壓范圍為712v，只有滿足上 述條件，整個網(wǎng)絡(luò)才能正常工作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時就會影響通信 的穩(wěn)定性，甚至損壞接口。當(dāng)發(fā)送器 a 向接收器 b 發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送器 a 的輸出共模 電壓為，由于兩個系統(tǒng)具有各自獨立的接地系統(tǒng)存在著地電位差，那么接 os u gpd u 收器輸入端的共模電壓就會達到。rs-485 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定3v，但 gpdoscm uuu os u 可能會有很大幅度（十幾伏甚至幾十伏） ，并可能伴有強干擾信號致使接收器共模 gpd u 輸入超出正常范圍，在信號線上產(chǎn)生干擾電流，輕則影響正常通信，重則損

49、壞設(shè) cm u 備。 （2）emi 問題。發(fā)送驅(qū)動器輸出信號中的共模部分需要一個返回通路，如沒有一 個低阻的返回通道（信號地） ，就會以輻射的形式返回源端，整個總線就會像一個巨大 的天線向外輻射電磁波。 由于 pc 機默認(rèn)的是 rs-232 接口，有兩種方法可以得到 pc 上位機的 rs-485 電路： （1）通過 rs-232/rs-485 轉(zhuǎn)換電路將 pc 機串口 rs-232 信號轉(zhuǎn)換 rs-485 信號， 對于情況比較復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境最好是選用防浪涌帶隔離柵的產(chǎn)品。在本課題中，選用 的即是此種方法。 （2）通過 pci 多串口卡，可以直接選用輸出信號為 rs-485 類型的擴展卡。 4.

50、1.3 rs-485 電纜 rs-485 傳輸線在一般場合采用普通的雙絞線就可以，在要求比較高的環(huán)境下可以 采用帶屏蔽層的同軸電纜。在使用 rs-485 接口時，對于特定的傳輸線路，從 rs-485 接口到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號傳輸所允許的最大電纜長度與信號傳輸?shù)牟ㄌ芈食煞幢龋@個 參數(shù)主要是受信號失真及噪聲等影響。理論上，rs-485 的最長傳輸距離能達到 1200m，但在實際應(yīng)用中傳輸?shù)木嚯x要比 1200m 短，具體能傳輸多遠(yuǎn)視周圍環(huán)境而定。 在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法信號進行放大，最多可以加八個中繼，也就是 說理論上 rs-485 的最大傳輸距離可以達到 9600m。如果真需要長距離傳輸

51、，可以采用 光纖為傳播介質(zhì)，收發(fā)兩端各加一個光電轉(zhuǎn)換器，多模光纖的傳輸距離是 500010000m，而采用單模光纖可達 50000m 的傳輸距離。 4.1.4 rs-485 網(wǎng)絡(luò) rs-485 支持半雙工或全雙工模式，網(wǎng)絡(luò)拓樸一般采用終端匹配的總線型結(jié)構(gòu)，不 支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)，最好采用一條總線將各個節(jié)點串接起來。從總線到每個節(jié)點的 引出線長度應(yīng)盡量短，以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低。在使用 rs- 485 接口時，從發(fā)生器到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號傳輸所允許的最大電纜長度是數(shù)據(jù)信號速率的 函數(shù)，這個長度參數(shù)主要是受信號失真及噪聲等條件的影響。當(dāng)數(shù)據(jù)信號速率降低到 90kb/s 以下時，假

52、定最大允許的信號損失為 6db，則電纜長度被限制在 1200m。實際上， 在使用時是完全可以取得比它大的電纜長度的。當(dāng)使用不同線徑的電纜時。則取得的 最大電纜長度是不相同的。在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時，應(yīng)注意如下幾點： （1）有些網(wǎng)絡(luò)連接盡管不正確，在短距離、低速率仍可能正常工作，但隨著通信 距離的延長或通信速率的提高，其不良影響會越來越嚴(yán)重，主要原因是信號在各支路 末端反射后與原信號疊加，會造成信號質(zhì)量下降。 （2）應(yīng)注意總線特性阻抗的連續(xù)性，在阻抗不連續(xù)點會發(fā)生信號的反射。產(chǎn)生這 種不連續(xù)性的情況有：總線的不同區(qū)段采用了不同電纜，某一段總線上有過多收發(fā)器 緊靠在一起安裝，過長的分支線引出到總線等?？傊?，

53、應(yīng)該提供一條單一、連續(xù)信號 通道作為總線。 在 rs-485 組網(wǎng)過程中別一個需要注意的問題是終端負(fù)載電阻的問題，在設(shè)備少距 離短的情況下不加終端負(fù)載電阻，整個網(wǎng)絡(luò)能很好的工作，但隨著距離的增加性能將 降低。理論上，在每個接收數(shù)據(jù)信號的中點進行采樣時，只要反射信號在開始采樣時 衰減到足夠低就可以不考慮匹配，但這在實際中難以掌握。美國 maxim 公司提到一條 經(jīng)驗性的原則可以用來判斷在什么樣的數(shù)據(jù)速率和電纜長度時需要匹配，即當(dāng)信號的 轉(zhuǎn)換時間（上升或下降時間）超過電信號沿總線單向傳輸所需時間的 3 倍以上時就可 以不加匹配。 rs-485 總線在實際工程中總是出現(xiàn)一些接線問題，因此在接傳輸線時

54、一定要用同 樣的雙絞線或者同樣的電纜，以避免阻抗不連續(xù)，產(chǎn)生很大的反射信號，造成不能正 常進行的情況發(fā)生。 4.1.5 rs-485 系統(tǒng)的常見故障及處理辦法 rs-485 是一種低成本、易操作的通信系統(tǒng)，但是其穩(wěn)定性差且相互牽制性強，通 常有一個節(jié)點出現(xiàn)故障會導(dǎo)致系統(tǒng)整體或局部的癱瘓，而且又難以判斷是哪個節(jié)點出 現(xiàn)問題。由于 rs-485 使用一對非平衡差分信號，這意味著網(wǎng)絡(luò)中的每一個設(shè)備都必須 通過一個信號回路連接到地，以最小化數(shù)據(jù)線上的噪聲。數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)由一對雙絞線 組成，在噪聲較大的環(huán)境中應(yīng)加上屏蔽層。以下是檢查 rs-485 網(wǎng)絡(luò)故障和處理的方法： （1）若出現(xiàn)系統(tǒng)完全癱瘓，大多因為

55、某節(jié)點芯片的 va、vb 對電源擊穿，使用萬 用表測 va、vb 間差模電壓為零，而對地的共模電壓大于 3v，此時可能通過測共模電壓 大小來排查，共模電壓越大說明離故障點越近，反這越遠(yuǎn)。不同的制造商 a、b 線采用 不同的標(biāo)簽規(guī)定，即 b 線應(yīng)該是在空閑狀態(tài)下電壓高。因此，a 線相當(dāng)于，b 線相當(dāng) 于?？稍诰W(wǎng)絡(luò)空閑的狀態(tài)下用電壓表檢測。如果 b 線沒有比 a 線電壓更高，那么就 會存在連接問題。 （2）總線連續(xù)幾個節(jié)點不能正常工作。一般是由于其中一個節(jié)點故障導(dǎo)致的。一 個節(jié)點故障會導(dǎo)致鄰近的 23 個節(jié)點（一般為后續(xù)）無法通信，因些將其逐一與總線 脫離，如果某個節(jié)點脫離后總線能恢復(fù)正常，說明該

56、節(jié)點故障。為了檢查哪一個節(jié)點 停止了工作，需要切斷每一個節(jié)點的電源并將其從網(wǎng)絡(luò)中斷開。使用歐姆表測量接端 a 與 b 或與之間的電阻值。故障節(jié)點的讀數(shù)通常小于 200，而非故障節(jié)點的讀數(shù) 會比 400 大得多。 (3)集中供電的 rs-485 系統(tǒng)在上電時常常出現(xiàn)部分節(jié)點不正常，但每次又不完全 一樣。這是由于對 rs-485 的收發(fā)控制端 tc 設(shè)計不合理，造成子系統(tǒng)上時電節(jié)點收發(fā) 狀態(tài)混亂從而導(dǎo)致總線堵塞。改進的方法是將各子系統(tǒng)加裝電源開關(guān)然后分別上電。 (4)系統(tǒng)基本正常但偶爾出現(xiàn)通信失敗。一般是由于網(wǎng)絡(luò)施工不合理導(dǎo)致系統(tǒng)可靠 性處于臨界狀態(tài)，最好改變走線或增加中繼模塊。 (5)因 mcu

57、 故障導(dǎo)致 tc 端處于長發(fā)狀態(tài)而將總線拉死。此時應(yīng)對 tc 端進行檢查。 盡管 rs-485 規(guī)定差模電壓大于 200mv 即能正常工作。但實際中測量，一個運行良好的 系統(tǒng)其差模電壓一般在 1.5v 左右（因網(wǎng)絡(luò)分布、速率的差異有可能使差模電壓在 0.81.5v 范圍內(nèi)） 。 當(dāng)沒有設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸，所有設(shè)備都處于監(jiān)聽狀態(tài)的時候，rs-485 網(wǎng)絡(luò)中會出 現(xiàn)三態(tài)狀態(tài)。這將導(dǎo)致所有的驅(qū)動器進入高阻隔狀態(tài)，使懸空狀態(tài)傳回所有的 rs-485 接收端。節(jié)點設(shè)計中為了克服這一不穩(wěn)定狀態(tài)采用的典型方法是：在接收端的 a 和 b 線加裝下拉和上拉電阻來模擬空閑狀態(tài)。為了檢查這一偏置，應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)供電和空閑的

58、 狀態(tài)下測量 b 線到 a 線的電壓。為了確保遠(yuǎn)離不定狀態(tài)，要求至少存在 300mv 的電壓。 如果沒有安裝終端電阻，偏置的要求是非常寬松的。 一根雙絞線加地的 rs-485 網(wǎng)絡(luò)可以上行與下行地傳送數(shù)據(jù)。由于沒有兩個發(fā)送端 能夠在同一時間成功地通信，所以在數(shù)據(jù)的最后一位傳送完畢后的一個時間片內(nèi)，網(wǎng) 絡(luò)表現(xiàn)為空閑態(tài)，但實際上節(jié)點還沒有使其驅(qū)動器進入三態(tài)狀態(tài)。如果另一個設(shè)備試 圖在這一時間段內(nèi)進行通信，將會發(fā)生結(jié)果不可預(yù)測的沖突。為了檢測這種沖突，使 用數(shù)字示波器來捕捉幾個字節(jié)的 1 和 0。確定一個節(jié)點在傳輸結(jié)束時進入三態(tài)所需要的 時間。確保 rs-485 軟件沒有試圖響應(yīng)比一個字節(jié)的時間更短

59、的請求（在 76.8kb/s 的 速率下略大于 1ms） 。 4.2 lg ig5 變頻器的通信協(xié)議 lg 通用變頻器可以與 pc、ipc（工控機）之間以 rs485/232 方式通信，rs232 通信 接口可以使用 rs232/485 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為 rs485 通信方式。半雙工異步通信方式，系統(tǒng) 代碼為 ascii 代碼（8bit） 。lg 通用變頻器軟件版本 5.0c 以上可以選擇兩種通信方式， 一是 lg 通用變頻器專用協(xié)議，二是 modbus-rtu.版本 5.0c 以下只有專用協(xié)議通信方式。 通過 rs-485 通信接口（連接通信控制端子 s、s）最多可以連接 32 臺變頻器，最 大

60、傳輸距離 1200m，通信速率可選擇 192000/9600/4800/2400/1200bit/s,通信電源應(yīng) 與變頻器電源隔離。 4.2.1 lg 通用變頻器專用通信協(xié)議 采用主從通信結(jié)構(gòu)，計算機作為主機，lg 通用變頻器作為從機。數(shù)據(jù)的基本格式 是：以頭碼“enq” ，尾碼“eot”發(fā)送請求；應(yīng)答回復(fù)頭碼是“ack” ，尾碼是“eot” ； 拒絕回復(fù)頭碼為“nak” ，尾碼為“eot” ；變頻器編號（“drive no.” ）是參數(shù) i/o48 中的設(shè)定值，該編號是兩位十六進制 ascii-hex 碼。停止位長度 1bit,校驗總數(shù) 2bit，無奇偶校驗。 （1）通信數(shù)據(jù)的基本格式 表