第3章高压变频器控制电路.ppt

第3章 变频器控制电路 3.1 控制概述 1.控制系统由主控制器（CPU）、人机界面（嵌入式工控机）、PLC三大部分组成。三大部分各有分工，又互相通讯、协同工作。人机界面和主控制器及PLC之间均采用RS485进行数据通讯，通讯协议为公司内部的自定义协议。主控制器和PLC之间采用I/O接口及模拟信号线建立简单通讯。 2.主控制器从人机界面或PLC接收控制指令，对所有功率单元实施控制，同时监控各功率单元的状态，送给人机界面进行状态显示，通知PLC实施系统保护。 3.人机界面为变频器提供的人机接口界面，变频器参数设定、功能设定、故障查询、运行记录都通过人机界面来实现。 4.PLC负责对变频器内部故障状态进行监控，同时和工业现场进行接口（外部），使变频器满足各种现场的不同控制要求。 第3章 变频器控制电路 第3章 变频器控制电路 3.2 控制器 第3章 变频器控制电路 第3章 变频器控制电路 3.2.1 主控板（CPU） ① 主控板主要由处理器、程序存储器、参数存储器、CPLD（逻辑数字集成电路 ）、FPGA（现场可编程门阵列 ）、及RS485等接口芯片组成。 ② 主控板通过串行口或接口板，接收和处理来自工控机及PLC的控制命令，同时向外发送自身的状态信息。 ③ 主控板同时产生每相各级功率单元的触发脉冲。 ④ 采集和处理所有功率单元反馈回来的故障信息，通知人机界面进行故障记录，通知PLC实施系统的报警和保护。 第3章 变频器控制电路 3.2.2 光纤板 ①光纤板的作用是将主控板对功率单元的控制信号（触发脉冲、旁路控制信号、脉冲封锁信号等）进行转换，变成串行的光信号通过光纤输出给功率单元。 ②将功率单元传送过来的光信号转换为电信号（主要是功率单元的故障信息），并进行串行到并行的转换，传递给主控板处理。 ③光纤板同时对通讯进行检测，无法建立通讯时报告通讯故障。 ④光纤板上包含多个单元电路，各单元电路功能相同，相互独立，每个单元电路负责和一个功率单元通讯。 第3章 变频器控制电路 第3章 变频器控制电路 3.2.3 信号调整板 1.作用 信号调整板负责控制器和外部接口信号的处理。 ①输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、PLC的4~20mA信号等的模拟信号传输处理。 ②控制器输出给PLC的接点信号、由PLC来的接点信号等数字信号的传输处理。 2. 结构 有的信号调整板自含CPU，对模拟量进行采集，采集结果通过数据通讯方式传递给主控板，再由主控板通过通讯方式传递给人机界面进行记录和显示。 第3章 变频器控制电路 3.2.4 电源板 电源板主要给主控制箱提供控制电源。 由于控制箱采用了多路不共地的5V电源，电源板上有3个5V电源模块，一个正负15V模块。 24V为备用电源，一般不连接。 第3章 变频器控制电路 3.2.5 通讯板 变频器人机界面需要和主控板、PLC、上位机、温度采集模块（7033）等进行数据通讯，通讯协议又有RS422、RS485等多种，人机界面又有操作面板、工控机、UNO（通用网络对象 ）、嵌入式等不同种类。 通讯接口板的主要功能是对这些不同的接口进行配置，变频器内外的各种接口都连接到通讯接口板，再通过通讯接口板统一连接到人机界面，从而简化人机界面对外的通讯连线（总接口板）。 第3章 变频器控制电路 3.3 人机界面（上位机） 人机界面老式变频器为操作面板，功能和低压变频器相同。可以进行变频器的操作、调频、参数预置等。 新式变频器人机操作界面为嵌入式工控机，内设CPU，可进行变频器参数设定、功能设定、故障查询、故障显示、运行记录等都可通过嵌入式工控机来实现。 在控制状态下，变频器可以通过嵌入式工控机提供的界面直接进行启动、停机、调频等操作。 正常情况下，控制器、嵌入式工控机和PLC之间建立有实时通讯。 第3章 变频器控制电路 人机界面参数设置： 第3章 变频器控制电路 人机界面故障显示： 第3章 变频器控制电路 3.4 PLC 3.4.1 PLC功能 1. PLC是高压变频器的一个内置组件，是重要的组成部分。进行工频—变频切换（旁路柜），远程控制、PID控制、通讯控制等。这些工作非常适合PLC来做，所以把PLC内置到变频器的控制柜中，作为变频器的一部分。 2. PLC根据系统要求，通过编制程序来完成相关功能的实现。主要功能如下： ①系统逻辑控制：系统通过PLC的逻辑判断来给出系统相关状态的标志位，如系统就绪，高压合闸允许、高压已合、请求运行以及系统运行中等。 ②故障保护：通过读取主控器DSP（CPU）中的故障信息来将系统中的信息在HMI（人机界面）上作出显示，遇到重故障信息，迅速断开高压变频器前端的断路器来切断设备的电源，对系