变频器与上位机串行通讯程序设计
南 阳 理 工 学 院 本 科 毕 业 设 计（论文）
变频器与上位机串行通讯程序设计
Software Design of Serial Communication between
Converter and PC
学 院（系）： 电子与电气工程系 专 业： 自动化 学 生 姓 名： 张景杰 学 号： 96106060 指 导 教 师（职称）： 崔世林（副教授） 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 2010年5月17日
南阳理工学院
Nanyang Institute of Technology
变频器与上位机串行通讯程序设计
变频器与上位机串行通讯程序设计
自动化专业 张景杰
[摘 要] 变频器是工业生产中广泛使用的一种强电设备，其输出功率大，控制效果好，成本低，也是工业控制网络的基本组成部分。通过力控组态软件和VB实现变频器与上位机之间的通讯，对2.2KW的三相异步交流电动机进行调速控制。同时，可以监控出三相异步电动机的转矩－转速、电流－转速等特性曲线进行分析。
[关键词]变频器；上位机；组态软件；程序设计
Software Design of Serial Communication between
Converter and PC
Automation Specialty Zhang Jing-jie
Abstract: Converter is a strong electric heavy equipment which is widely used in
industrial production,its output power,control effective, low cost, industrial control
network is the basic component. Configuration control through the power converter and the software and VB to achieve communication between the host computer, on the 2.2KW three-phase asynchronous AC motor speed was. At the same time, can monitor the three-phase asynchronous motor torque - rotational speed, current-speed and other characteristics curve analysis.
Keyword:Converter; computer; configuration software; program design
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变频器与上位机串行通讯程序设计
目 录
1 变频器和力控组态软件 .......................................................................................... 1
1.1 变频器的概述 ................................................................................................ 1
1.1.1 变频器的工作原理和发展 .................................................................. 1 1.2 TD2000变频器 ........................................................................................... 1
1.2.1 TD2000变频器的安装和使用 ........................................................... 1 1.2.2 变频器的主要参数和上位机监控 ...................................................... 5 1.3 力控组态软件 ................................................................................................ 7 2 利用力控组态软件实现变频器上位机监控 .................................................... 9
2.1 I/O设备组态和数据库组态 ..................................................................... 9
2.1.1 I/0设备组态 ..................................................................................... 9 2.1.2 数据库组态 ..................................................................................... 11 2.2 制作动画连接 .............................................................................................. 14 2.3 上位机监控的运行 ...................................................................................... 18 3 编写程序完成上位机监控 .................................................................................... 20
3.1 系统的硬件连接 .......................................................................................... 20 3.2 数据帧结构描述 .......................................................................................... 21 3.3 通讯程序及监控界面的设计 ...................................................................... 22 4 监控所得曲线和数据的分析 ................................................................................ 26 结束语 .......................................................................................................................... 29 参考文献 ...................................................................................................................... 29 致谢 .............................................................................................................................. 30
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变频器与上位机串行通讯程序设计
1 变频器和力控组态软件
1.1 变频器的概述
1.1.1 变频器的工作原理和发展
变频器的英文译名是VFD（Variable-frequency Drive），这可能是现代科技由中文反向译为英文的为数不多实例之一。（但VFD也可解释为Vacuum fluorescent display，真空荧光管，故这种译法并不常用）。变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。变频器在中、韩等亚洲地区受日本厂商影响而曾被称作VVVF（Variable Voltage Variable Frequency Inverter）[1]。
主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。
随着生产技术的不断发展，直流拖动的薄弱环节逐步显露出来。由于换向器的存，直流电机的维护量加大，单机容量、最高转速以及使用环境都受到限制。人们开始转向结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉的异步电动机。但异步电动机的调速性能难以满足生产的需要。于是，从20世纪30年代开始，人们致力于交流调速技术的研究，然而进展缓慢。在相当长的时期内，直流调速一直以其优异的性能统治着电气传动领域。20世纪60年代以后，特别是70年代以来，电力电子技术、控制技术和微电子技术的飞速发展，使得交流调速性能可以与直流调速相媲美。目前，交流调速已进入逐步代替直流调速的时代。
1.2 TD2000变频器
1.2.1 TD2000变频器的安装和使用
TD2000系列通用变频器是艾默生网络能源有限公司自主开发生产的高品质多功能低噪音变频器[2]，其丰富的功能完全满足各种不同的需求紧凑的结构设计，可以灵活的安装先进的控制算法空间电压矢量控制技术，停电再启动自动电压调整[2]，死区补偿自动转差补偿节能运行内置PI，保证高精度的控制要求按照国际标准进行设计和测试保证产品的可靠性。
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变频器与上位机串行通讯程序设计
外部接口如图1和图2所示。
图1 变频器外部接口1
图2 变频器外部接口2
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