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1、第第4章变频器的计算机上位监控章变频器的计算机上位监控 项目描述项目描述 随着现代化工业的不断发展和自动化技术的不断进步，现随着现代化工业的不断发展和自动化技术的不断进步，现代化工厂中自动化控制系统普遍用计算机作为上位监控的监代化工厂中自动化控制系统普遍用计算机作为上位监控的监控终端，组态软件因其功能的不断完善和应用的简易性，已控终端，组态软件因其功能的不断完善和应用的简易性，已经广泛应用于工业生产的上位监控中。变频器除单独使用外，经广泛应用于工业生产的上位监控中。变频器除单独使用外，多数情况是作为工业自动化控制系统的一个组成部分，尤其多数情况是作为工业自动化控制系统的一个组成部分，尤其是作为
2、被监控的驱动终端存在。因此，在工业自动化系统中，是作为被监控的驱动终端存在。因此，在工业自动化系统中，上位机和作执行与检测器件的变频器之间可以相互配合，共上位机和作执行与检测器件的变频器之间可以相互配合，共同完成控制任务。同完成控制任务。PC可以控制变频器的运行方式和给定频率，可以控制变频器的运行方式和给定频率，监控变频器的各个参数。本章中，以西门子监控变频器的各个参数。本章中，以西门子MM440变频器为变频器为例，介绍例，介绍PC与与MM440变频器的组态王变频器的组态王(Kingvie耐上位监控应耐上位监控应用。用。下一页第第4章变频器的计算机上位监控章变频器的计算机上位监控项目目标项目目
3、标(1)熟悉组态王的使用方法。熟悉组态王的使用方法。(2)熟悉变频器熟悉变频器MM440的通信参数设置方法。的通信参数设置方法。(3)熟悉变频器熟悉变频器MM440与与PC机的机的85485通信连接方法。通信连接方法。(4)学会使用组态王对变频器的通信变量参数进行定义。学会使用组态王对变频器的通信变量参数进行定义。(5)学会使用组态王对变频器进行上位监控的调试方法。学会使用组态王对变频器进行上位监控的调试方法。相关知识点相关知识点上一页 下一页第第4章变频器的计算机上位监控章变频器的计算机上位监控一、组态软件简介一、组态软件简介 组态是指一种数据采集与过程控制的专用软件，它们是在组态是指一种数
4、据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境下，使用灵自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境下，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的和网络功能。对应于原有的HMI(人机接口软件，人机接口软件，Human Machine Interface)的概念，组态软件
5、应该是一个使用户能快的概念，组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的速建立自己的HMI的软件工具，或开发环境。的软件工具，或开发环境。上一页 下一页第第4章变频器的计算机上位监控章变频器的计算机上位监控在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写方编写HMI，开发时间长、效率低、可靠性差，开发时间长、效率低、可靠性差;或者购买专用或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到足需求，很难与外界进行数据交互，升
6、级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现，把用户从这些困境中解脱出严重的限制。组态软件的出现，把用户从这些困境中解脱出来，可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用来，可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA、通信及联网、开放数据接口、对通信及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为设备的广泛支持已经成为它的主要内容，随着技术的发展，监控组态软件将会不断被它的主要内容，随着技术的发展，监控组态软件将会不断被赋予新的内容。赋予新的内容。上一页 下一页第第4章变频器的计
7、算机上位监控章变频器的计算机上位监控 组态王组态王Kingview是北京亚控科技发展有限公司开发的组态软是北京亚控科技发展有限公司开发的组态软件，作为国内较有影响的组态软件，它提供丰富的画面、数件，作为国内较有影响的组态软件，它提供丰富的画面、数据和动画，它还具有丰富的设备驱动程序、灵活的组态方式据和动画，它还具有丰富的设备驱动程序、灵活的组态方式和数据链接功能。用户可通过简单的界面设计和参数设置，和数据链接功能。用户可通过简单的界面设计和参数设置，对对PLC、变频器等工业典型设备的运行情况进行监控。、变频器等工业典型设备的运行情况进行监控。二、二、RS-485通信简介通信简介上一页 下一页第
8、第4章变频器的计算机上位监控章变频器的计算机上位监控 RS-485是一种工业上常用的串行通信接口标准。目前，有是一种工业上常用的串行通信接口标准。目前，有RS-232,RS-485,RS-422几种接口标准用于串行通信。几种接口标准用于串行通信。RS-232是最早的串行接口标准，在短距离是最早的串行接口标准，在短距离(15M)，较低波特率，较低波特率串行通信中得到了广泛应用。其后针对串行通信中得到了广泛应用。其后针对RS-232接口标准的通接口标准的通信距离短，波特率比较低的状况，在信距离短，波特率比较低的状况，在RS-232接口标准的基础接口标准的基础上又提出了上又提出了RS-485接口标准
9、来克服这些缺陷。接口标准来克服这些缺陷。RS-485采用采用平衡发送方式和差分接收方式实现通信平衡发送方式和差分接收方式实现通信:发送端将串行口的发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号电平信号转换成差分信号A,B两路输出，经过线缆传输两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。电平信号。上一页 下一页第第4章变频器的计算机上位监控章变频器的计算机上位监控由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以有极强的由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以有极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以检测到低抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏
10、度很高，可以检测到低至至200 mV电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复的。电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复的。RS一一485最大的通信距离约为最大的通信距离约为1219 M,最大传输速率为最大传输速率为10Mb/s，传输速率与传输距离成反比，在传输速率与传输距离成反比，在100 Kb/s的传输速率下，才的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。中继器。RS-485采用半双工工作方式，支持多点数据通采用半双工工作方式，支持多点数据通信。信。上一页 下一页第第4章变频器的计算机上位监控章变频器的计
11、算机上位监控任务训练任务训练一、训练内容一、训练内容1)变频器变频器MM440与与PC机的机的85485通信连接。通信连接。2)变频器变频器MM440的通信参数设置。的通信参数设置。3)组态王的变频器参数定义。组态王的变频器参数定义。4)使用组态王对变频器进行上位监控。使用组态王对变频器进行上位监控。二、训练工具、材料和设备二、训练工具、材料和设备 (1)个人计算机一台，安装有个人计算机一台，安装有(如如windows x闰操作系统，组闰操作系统，组态软件态软件(组态王组态王6.51)光盘一张。光盘一张。上一页 下一页第第4章变频器的计算机上位监控章变频器的计算机上位监控(2)变频器变频器MM
12、440一台一台(1.SkW，三相异步电动机一台，三相异步电动机一台(0.75kW左右左右)(3)RS233/RS485转换器一个，九针串口线一根，导线若干。转换器一个，九针串口线一根，导线若干。(4)具备三相电源，空气断路器一个。具备三相电源，空气断路器一个。三、操作方法和步骤三、操作方法和步骤1.按要求接线按要求接线变频器变频器MM440与电动机、与电动机、PC的电气连接分别如的电气连接分别如图图4-1、图图4-2所示。所示。2.参数设置参数设置 (1)恢复变频器工厂默认值，设定恢复变频器工厂默认值，设定P0010=30和和P0970=1，按下按下P键，开始复位。键，开始复位。上一页 下一页
13、第第4章变频器的计算机上位监控章变频器的计算机上位监控(2)设置电动机参数，电动机参数设置见设置电动机参数，电动机参数设置见表表4-1。电动机参数。电动机参数设置完成后，设设置完成后，设P0010=1，变频器当前处于准备状态，可正，变频器当前处于准备状态，可正常运行。常运行。(3)通信参数设置，变频器通信的相关参数设置见通信参数设置，变频器通信的相关参数设置见表表4-2。(4)组态王的变频器参数定义。组态王的变频器参数定义。安装组态王软件。安装组态王软件。按安装提示，在按安装提示，在PC上安装组态王软件上安装组态王软件(Kingview 6.51)，如，如图图4-3所示。所示。组态王监控界面设
14、计和参数设置。组态王监控界面设计和参数设置。上一页 下一页第第4章变频器的计算机上位监控章变频器的计算机上位监控 安装完组态软件以后，进入工程管理器，按向导提示新建一安装完组态软件以后，进入工程管理器，按向导提示新建一个工程，然后进入开发界面，进行界面设置和参数设置，步个工程，然后进入开发界面，进行界面设置和参数设置，步骤如下骤如下:打开工程界面。打开工程界面。第一步第一步:建立新的工程，如建立新的工程，如图图4-4所示。所示。第二步第二步:进入开发界面，新建一个监控画面，如进入开发界面，新建一个监控画面，如图图4-5所示。所示。第三步第三步:监控画面设置。监控画面设置。根据监控的需要，设置若
15、干个监控的数据和控制按钮，如根据监控的需要，设置若干个监控的数据和控制按钮，如图图4-6所示。所示。第四步第四步:变频器变量定义。变频器变量定义。上一页 下一页第第4章变频器的计算机上位监控章变频器的计算机上位监控为了使组态王能够识别变频器，必须在组态王的数据同典里为了使组态王能够识别变频器，必须在组态王的数据同典里建立变量，这些变量和变频器的内部参数对应，同时根据控建立变量，这些变量和变频器的内部参数对应，同时根据控制变频器的需要，建立控制字和设定频率对应的变量。涉及制变频器的需要，建立控制字和设定频率对应的变量。涉及变量基本包括控制字、频率设定、功能参数设置和读取四类，变量基本包括控制字、
16、频率设定、功能参数设置和读取四类，见见表表4-3和和图图4-7所示。所示。各个参数的定义，根据变频器功能参数的类型和要求，分别各个参数的定义，根据变频器功能参数的类型和要求，分别进行设置，如进行设置，如图图4-8所示。所示。第五步第五步:变量和控制界面的数据连接。变量和控制界面的数据连接。定义数据变量以后，需要对控制界面的各个单元进行数据定义数据变量以后，需要对控制界面的各个单元进行数据连接，实现数据的读写显示。如连接，实现数据的读写显示。如图图4-9所示。所示。上一页 下一页第第4章变频器的计算机上位监控章变频器的计算机上位监控(5)使用组态王对变频器进行上位监控。使用组态王对变频器进行上位
17、监控。完成监控界面设置和数据连接以后，进行数据保存，然后完成监控界面设置和数据连接以后，进行数据保存，然后切换开发状态到运行状态，实现对变频器的监控，如启动停切换开发状态到运行状态，实现对变频器的监控，如启动停止控制、运行频率设定、状态显示等，如止控制、运行频率设定、状态显示等，如图图4-10所示。所示。四、成绩评价表四、成绩评价表成绩评价见成绩评价见表表4-4。五、巩固练习五、巩固练习 1.通过组态监控界面，调节变频器的运行频率，并显示。通过组态监控界面，调节变频器的运行频率，并显示。2.丰富组态监控界面，读取不同的变频器参数值，设置不同丰富组态监控界面，读取不同的变频器参数值，设置不同的变
18、频器参数值，实现变频器的远程操作。的变频器参数值，实现变频器的远程操作。上一页图图4-1变频器的电气接线图变频器的电气接线图返回图图4-2 PC机与变频器的数据线连接机与变频器的数据线连接图图返回表表4-1电动机参数设置电动机参数设置返回表表4-2通信参数设置通信参数设置返回图图4-3组态土软件安装界面组态土软件安装界面返回图图4-4新建工程向导界面新建工程向导界面返回图图4-5工程浏览器界面工程浏览器界面返回图图4-6监控画面设置监控画面设置返回表表4-3变频器变量定义变频器变量定义返回图图4-7组态土数据问典组态土数据问典返回图图4-8变量数据定义变量数据定义返回图图4-9 变量连接变量连接返回图图4-10变频器运行监控界面变频器运行监控界面返回表表4-4成绩评价表成绩评价表返回