NI工控機(jī)與臺(tái)達(dá)變頻器通訊的實(shí)現(xiàn)

1 引言
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱是一個(gè)重要的機(jī)械部件，而其中軸承性能的好壞對(duì)齒輪箱的性能起著至關(guān)重要的作用。根據(jù)用戶要求，齒輪箱軸承出廠前要在模擬實(shí)際工況的試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測(cè)試。即齒輪箱軸承需在不同轉(zhuǎn)速、載荷下進(jìn)行性能試驗(yàn)和壽命試驗(yàn)。齒輪箱軸承轉(zhuǎn)速的改變是由變頻器驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)實(shí)現(xiàn)的。變頻器運(yùn)行頻率的設(shè)定有三種方法：一是通過(guò)面板手工調(diào)節(jié)，這種方式已經(jīng)不能滿足頻率頻繁變化時(shí)使用需要。二是通過(guò)變頻器的外部接口，外接模擬信號(hào)來(lái)控制設(shè)定頻率。這種方式雖然簡(jiǎn)單，但存在設(shè)定頻率不準(zhǔn)確的問(wèn)題，當(dāng)外接模擬信號(hào)波動(dòng)時(shí)，變頻器的設(shè)定頻率也隨之變化。三是通過(guò)變頻器的通訊口，利用參數(shù)設(shè)定指令來(lái)進(jìn)行頻率參數(shù)設(shè)定。這種方法能準(zhǔn)確地控制變頻器的頻率。下面以臺(tái)達(dá)vfd-b系列變頻器為例，介紹一種基于labview軟件利用串口實(shí)現(xiàn)工控機(jī)與變頻器間通訊，進(jìn)行頻率參數(shù)設(shè)定、監(jiān)視輸出電流的方法。

2 通訊系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)所采用的通訊方式是利用美國(guó)ni公司的工控機(jī)與臺(tái)達(dá)vfd-b系列變頻器的rs-485串口通訊。工控機(jī)的控制器為 ni pxi-8106，自帶1個(gè)rs-232通訊串口。由于系統(tǒng)還需要與儀表和plc通訊，而且變頻器、儀表和plc三者之間的通訊協(xié)議不同，工控機(jī)另配有1塊串行通訊模塊ni pxi-8431（含有兩個(gè)rs-485串口）。使用工控機(jī)rs-232串口和臺(tái)達(dá)變頻器的rs-485串口通訊，中間需加rs-232/rs-485轉(zhuǎn)換器，如圖1所示。如果使用串行通訊模塊ni pxi-8431的rs-485串口，須用db-9連接器連接工控機(jī)的rs-485串口與變頻器的rs-485串口，如圖2所示


圖1 系統(tǒng)通訊示意圖


圖2 系統(tǒng)通訊示意圖

3 系統(tǒng)硬件接口
臺(tái)達(dá)vfd-b系列變頻器的通訊口引腳定義、db-9連接器引腳定義、rs-232/rs-485轉(zhuǎn)換器的接線端子排列見(jiàn)表1。
表1 接線端子排列


臺(tái)達(dá)vfd-b 系列變頻器通訊口使用的是水晶頭，只需壓兩根線，為了減少干擾，通訊線最好使用雙絞屏蔽線。使用工控機(jī)的rs-485通訊口時(shí)，須把db-9的4腳與8腳短接，然后連接變頻器的4：sg+，把db-9的5腳與9腳短接，然后連接變頻器的3：sg-，見(jiàn)圖3。使用工控機(jī)的rs-232通訊口時(shí)，接線方法是把rs-232/rs-485轉(zhuǎn)換器的d+/a連變頻器的4：sg+，d-/b連變頻器的3: sg-，見(jiàn)圖4。


圖3 db-9與變頻器rs485連線圖


圖4 rs232/rs485轉(zhuǎn)換器與變頻器rs485連線圖

3．1 通訊格式說(shuō)明
在本系統(tǒng)中，工控機(jī)與變頻器通訊，工控機(jī)一側(cè)不僅要設(shè)置相應(yīng)的通訊參數(shù)，如通訊地址，波特率，數(shù)據(jù)位，停止位，變頻器一側(cè)也有一些參數(shù)需要設(shè)置。兩者之間的通訊參數(shù)設(shè)置應(yīng)一致。
3．2 臺(tái)達(dá)變頻器的參數(shù)設(shè)置
臺(tái)達(dá)變頻器的參數(shù)設(shè)置如表2所示。
表2 變頻器通訊參數(shù)設(shè)置


參數(shù)設(shè)置完以后，變頻器需要重新上電，新的參數(shù)才會(huì)被應(yīng)用。