罗克韦尔自动化

    变频器调速系统性能测试是一项非常重要的测试指标。

    本文是变频器调速系统性能测试下的一个子项目，旨在结合当今工业控制领域普遍采用的开放式工业网络――设备网（DeviceNet），利用Rockwell公司强大的人机界面软件RSView32进行组态，实现变频器的远程监控。

    本文以A-B公司的1336PlusII变频器为主要研究对象和控制对象，以基于CAN协议开发的设备网（DeviceNet）为底层数据传输介质，以太网（EtherNet）为顶层信息传输介质，首先通过设备网组态软件RSNetworx for DeviceNet把变频器的数据采集到1747-SDN扫描模块中，利用1203-GK5设备网通讯模块与1336PlusII携带的SCANport接口进行数据传输。根据设备网扫描模块中存储的数据进行梯形图编程，完成变频器的数据读写和状态控制。再通过组态RSView32人机界面软件完成上位机的人机接口控制和参数监控，从而实现变频器的远程控制。

    应用本文所设计的RSView32远程控制平台，用户可以在人机界面上任意控制变频器，并且可以进行参数的读写操作，全中文操作界面，非常方便国内用户使用和操作1336PlusII变频器。该平台还内置了RSView32的Active X控件RSTrendX，能够直观、实时观测到当前变频器输出频率、输出电压、输出电流的变化。

1. 1336PlusII变频器总体介绍 

1.1性能

    1336PlusII变频器提供非常简单的参数设定和操作、罕见的灵活性和突出的控制功能，无论是简单的速度控制，还是强大的矢量控制变频器的转矩性能，均能满足应用要求。1336PlusII变频器采用最新的IGBT（绝缘栅双极型三极管）功率模块和高级的控制算法，以提供任何速度下的平稳性能、超常的转矩性能，使电动机低噪音、高效率地运行。

1.2 特点

  ◆  在全速范围内，实现突出转矩性能的无速度传感器矢量控制。

  ◆  v/f控制方式仍然有效，可以通过参数设定。
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  ◆  模拟量I/O选件。
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  ◆  插板式通信选件。
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  ◆  自动整定易于无速度传感器矢量设定。
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  ◆  负载丢失检测
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  ◆  超前动作限流保护，提供优良性能和灵活应用。
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  ◆  选择编码器作反馈远件，调速精度能达0.1%
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  ◆  在全速范围内，对电动机提供可编程的速度敏感I²T电子过载保护。
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  ◆  对正在旋转的电动机上电时，提供飞速起动。
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  ◆  利用S曲线加速和减速，对速度变化提供[平滑控制。
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  ◆  为简单的过程控制，提供内置的完整的PI调节软件。
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  ◆  载波频率可调。
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  ◆  人机接口和通信可选件之间，使用SCANport通讯协议。
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  ◆  控制板上的状态二极管（LED）可显示电源、运行、停止和故障状态。

1.3 可编程功能

    1336PlusII变频器可通过面板上的人机接口模块（HIM）编程，设定各种参数，以满足不同场合应用要求，具体可编程功能如下：
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  ◆  双重加速和减速特性。
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  ◆  三级跳跃频率。
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  ◆  直流注入制动。
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  ◆  动态制动。
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  ◆  转差补偿。
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  ◆  负转差补偿（下垂特性）
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  ◆  曲线加/减速特性。
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  ◆  交流输入掉电在起动模式。
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  ◆  超前动作电流限幅。
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  ◆  最后四个故障存储。
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  ◆  飞速起动。
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  ◆  七级预置速度。
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  ◆  可屏蔽设定。

1.4 1336PlusII参数介绍

    1336PlusII变频器共有293个参数，这些参数划分为各个文件组，每个文件组下面有若干个参数列表，并对应相应的参数号。参数名可通过HIM上的LCD显示，并能够进行相关的读写；参数号则提供给PLC编程使用，以数字方式替代LCD上显示的文本方式。

1.5参数文件组结构

2. RSView 32与1336PlusII建立通讯的方法和路径

    RSView 32作为工业控制人机界面软件，它并不是直接和底层设备进行通讯，而是通过PLC作为数据传输接口，用网络作为数据传输载体，建立从车间级底层设备到监控级工作站的一整套系统。本课题正是基于DeviceNet、EtherNet作为网络传输载体，SLC5/05作为数据处理器，使RSView32能够方便、快捷与变频器进行数据传送，达到远程控制目的。

下图所示是本课题将要实现的系统总框图：

3.1747-SDN设备网扫描模块

    1747-SDN设备网扫描模块是SLC处理器和设备网上的有关设备进行数据传送的主要部件。它相当于一个存储器，存储DeviceNet上的设备信息，并供处理器进行读写操作。它不断的对DeviceNet上所连的设备进行扫描，并且用新的扫描结果更新DeviceNet上的设备映象到处理器内存中输入部分地址以便于处理器进行数据处理，同时，把处理器处理的结果的数据转送到DeviceNet设备网中。1747-SDN有两种存储格式，

    一种是以M文件方式存储设备的信息；

    另一种格式是以离散量输入输出（DIO）存储设备的信息。DIO格式处理器能够直接辨认，即SLC能够直接处理DIO格式，但这种格式只能用于单点的输入输出，不足以处理多个字文件；而M文件格式能够处理多个字，由于SLC不直接支持M格式的文件，在处理时应转换成N文件格式，这时处理器对N文件进行读写操作时，就好像直接处理M文件。本课题正是以这种方式来处理对M文件的读写问题的。

3.1 1203-GK5设备网通讯模块

1）该模块用于连接设备网和带有SCANport接口的设备，如图示：

2）该模块背板上有两排DIP开关，用于设置节点号、波特率、数据通道等。

3）1203-GK5与带有1747-SDN模块的SLC连接示意图：

4）1203-GK5数据链路I/O示意图：

3.2 1770-KFD设备网与RS-232接口模块
   
    该模块是一个连接计算机串口和设备网之间的扫描模块，配合RSNetworx for DeviceNet软件用于组态设备网上的各个设备信息，譬如依次扫描网络上的各个节点，上载、下载节点设备参数，并可以在线监控设备，非常方便。唯一的不足是它不能直接编程来操作设备（不过可以直接修改参数），编程时必须把设备信息组态到1747-SDN里，然后根据扫描上来的信息进行编程。

1）图4-5，1770-KFD外观图功能描述


2）图4-6，1770-KFD与主机连接示意图


4.2.2 组态界面

    注意：进行设备网组态时，有时您的设备在网络上不被标识，即扫描网络时，只扫描到该设备的节点，具体是什么设备却没有在组态界面上显示出来，这时您无法进行该设备的上载或下载操作。解决的方法是通过EDS进行人工扫描，把设备的各种信息一步步扫瞄到网络上。EDS（电子数据表）是一个专门由设备制造商提供的文本文件，该文件存储设备的各种重要信息，包括参数信息、输入/输出信息等。

3.3 扫描到设备网上的1336PlusII

    作用描述：当把变频器扫描上来时，您就可以从变频器上载参数到设备网上，即您可以在组态界面上观察到变频器的各个参数；也可以下载参数到变频器，即您可以修改变频器的参数，然后通过下载方式，来完成您的任务。
下图是变频器的部分参数在设备网组态软件上的列表：

3.4 1747-SDN组态过程

    作用描述：1747-SDN作为设备上的一个节点，它支持用户把所有要进行组态的设备信息扫描到1747-SDN里，并存放起来，等待编程。至于扫描多大的字数，由用户根据设备的情况或编程的需要来自行定义。该界面正是提供给用户进行设备扫描时的组态界面；扫描时，先选择“Scanlist”，您将会观察到所有的设备列表。如图所示：

    选中1336 PLUS Drive，单击     ，将会出现下面的画面：

选择“Input”和“Output”，以M文件方式进行扫描，M1，M0各个扫描10个字（默认值是4个字）。

    单击“AutoMap” ，输入输出各10个字将会保存在1747-SDN的M1和M0文件里，输入文件范围是M1:1.0~M1:1.9；输出文件范围是M0:1.0~M0:1.9 。 至于为何要各扫描10个字，那是根据1336 PLUS自身的情况而决定的，其实并不是映射的字数越多越好，但是如果少了往往会不够用。
做完这一步，变频器在1747-SDN里的组态（映射）过程基本结束，下一步将要介绍如何根据映射的数据进行梯形图编程。

4. RSView32 for 1336PlusII的实现

    整个人机界面系统分成两大部分，第一部分是变频器人机接口控制模块，第二部分是参数监控模块。

第一部分示意图，图4-51

总体图设计

趋势图