纺机中的微机远程多电机同步传动控制系统

纺机中的微机远程多电机同步传动控制系统在纺织、印染、造纸等工业消费中，多电机同步传动应用的非常广泛。其中，印染结合机的工艺及控制原理图如图1所示，采用西门子IRASTERVetr,即V变频器，电机1(1)至电机4(4)为三相交流电机。图1印染结合机的工艺及控制原理图b变频调速以其显著的节能效益、优异的调速与起制动性能、高功率因数、平安性能及其它许多优点而被认为是非常有开展前途的调速方式。交流电机和变频器配合，能获得与直流电机相似甚至更好的控制性能。并且交流电机本钱低，构造简单，容量和电压范围广。采用RS485标准总线，通过USS通讯协议组成网络，远程控制变频器，进而控制电机，可以监控消费线，远离对人体有害的工作现场，保存历史数据，出错参数自动回传，缩短诊断时间和维修时间，节省大量人力物力。工控机通过RS-232/RS-485接口转换器接入RS485网络，可远程控制31台变频器，当数据传输率100kbit/s时，通信间隔 可到达1200。接口转换器采用del2485BR隔离型接口转换器，它能完成RS-232/RS-485隔离型接口转换，支持不同通讯速率及格式，最多可连接32个485终端设备。2软件的总体设计V有lassizard、SureBrser、VisualSureSafe等一系列工具，它所带的SDN更是让软件人员感到非常方便。而且V应用程序对系统有极好的兼容性和稳定性。用V从底部开发，虽然开发周期稍长，但能根据用户的需要进展编程，编出的软件的功能和风格合适用户的习惯。综合考虑开发周期和用户要求等因素，软件采用V语言编写。软件的总体设计框图见图2。图2软件总体设计框图3软件开发过程3.1建立窗体显示工程选择工程类型FAppizard(exe),令主要的视图类从基类FrVie派生。3.2添加S控件irsftuniatinsntrl(以下简称S)是irsft公司提供的简化inds下串行通信编程的AtiveX控件，通过串行端口传输和接收数据，为应用程序提供串行通讯功能。S控件在串口编程时非常方便，程序员不必去花时间去理解较为复杂的API函数，而且在V、VB、Delphi等语言中均可使用。它提供了两种处理通信问题的方法;一是事件驱动(Event-driven)方法，一是查询法。本软件采用事件驱动方式。(1)S控件的常用属性S控件有很多属性，几个重要的属性有;Prt设置并返回通讯端口号;Settings以字符串的形式设置并返回波特率、奇偶校验、数据位、停顿位;Prtpen设置并返回通讯端口的状态，也可以翻开和关闭端口;Input从接收缓冲区返回和删除字符;utput向传输缓冲区写一个字符串。(2)添加S控件选择Prjet菜单下AddTPrjet子菜单中的pnentsandntrls选项，在弹出的对话框中双击RegisteredAtiveXntrls项，那么所有注册过的AtiveX控件出如今列表框中。选择irsftuniatinsntrl，单击Insert按钮将它插入到我们的Prjet中来，承受缺省的选项。另外，添加2个控件,1个ListBx控件，用于改变通讯端口号，1个EditBx控件，用于改变波特率、奇偶校验、数据位、停顿位。(3)设置S串口参数可以在需要的时候翻开串口，例如在程序中做一个开场按钮，在该按钮的处理函数中翻开串口。如今我们在主对话框的STestDlg:nInitDialg()翻开串口，参加如下代码;/TD:Addextrainitializatinhereif(_trl.GetPrtpen()_trl.SetPrtpen(FALSE);_trl.SetPrt(1);/选择1if(!_trl.GetPrtpen()_trl.SetPrtpen(TRUE);/翻开串口elseAfxessageBx(anntpenserialprt);_trl.SetSettings(9600,e,8,1);/波特率9600，偶校验，8个数据位，1个停顿位_trl.SetInputdel(1);/1;表示以二进制方式检取数据_trl.SetRThreshld(1);串口初始化程序如下;l.SetPrt(1);/设置串口1if(!l.GetPrtpen()l.SetPrtpen(TRUE);/翻开串口l.SetSettings(9600，e，8，1);/串口参数设置l.SetInputde(1);/设置Binary缓冲输入方式l.SetRThreshld(14);/每接收14个字符，激活一次n()事件3.3添加控制电机运行所需的各种控件添加垂直滚动条ListBx，对应于USS协议的地址ADR，表述为变频器号:1-31直接列出，播送式的32用“全部代替。添加垂直滚动条ListBx，对应于USS协议的ST，表述为电机动作方式:启动，停顿等。添加垂直滚动条ListBx，对应于USS协议的PKE,表述为要回显的运行参数。添加开场发送按钮、紧急起动按钮、紧急停车按钮等等。3.4USS协议USS协议是prfibus的一个子集。USS通信协议有各种长度，视所要满足的功能多少而定，且因所用设备类型而有所不同。协议规定如表1所示;表1USS协议的规定(1)下传的规定;STX(startftext);起始字符，为02H。LGE(telegralength);发送报文的字节数，可以变化。总报文的实际长度比LGE多两个字节，这是因为开场的2个字节(STX和LGE)不被计入LGE中。只有net字符、ADR字节和B字符计入LGE中。详细为;总报文最长256字节，总报文=STX+LGE+LGE=2+LGE，1dLGEd254，LGE=ADR+n+B=1+n+1，nd254(设net字符数n)。ADR(addressbyte);变频器的地址码，取值范围为031(Bit;04位)，第5位为1时为播送发送。netharater(或称netdata)段分为2个区;PK区和PZD区,如表2所示。表2PK区和PZD区的规定a)PK(paraeterIDvalue);参数标识值，定义了处理2个通讯设备之间参数传递的机制。例参数的读和写，参数的定义等。包含PKE、IND、PKeleents3个内容。3的PK长度为3个字，4的PK长度为4个字,如表3所示。表34的PK定义PKE;为一16位的字，用来控制变频器的运行参数设置，各Bit的含义如表4所示;表4PKE各Bit的含义控制位(15-12)0(11)变频器的参数值(10-0)对于V变频器，控制位为0000时，无动作;控制位为0001时，读变频器的参数;控制位为0010时，写参数到变频器的RA，控制位为1110时，写参数到变频器的EEPR。IND;为16位的字。用于读写参数说明，读写一维数组值，读写报文的信息内容。PKeleent(PKE):信息，与任务或响应有关。假设在netdata区只传送PZDdata时，可以长度为0。PKE与PKE的使用举例。下传变频器参数PKE=(0001,0000,0101,1100)=105h(即要求上传P092(串口连接波特率)，PKE=0000。假设上传变频器参数为PKE=105h,PKE=0006,又由于V变频器规定P092为3时是1200bit，为4时是2400bit，为5时是4800bit，为6时是9600bit，为7时是19200bit，那么说明此时串口连接波特率为9600bit。b)PZD(pressdata);过程数据，如表5所示。包含了自动操作所需的信号;从主机到从站的控制字和定位点，从从站到主机的状态字和实际值。最长16个字，最短0字。表5PZD的定义PZD1为控制字，PZD2为主要定位点，PZD3.PZD16为定位点或辅助控制字;PZD1;为控制字，16位的字，用来控制变频器的运行动作;PZD2;为主要定位点，16位的字，用来控制变频器的输出频率，满频的值为16384(4000H)对应100的输出频率，最大值为32767，即200的输出频率。当取值为3276865535时，表示反向的输出频率从0200变化，电机反转。B;校验字符，为前面所有字节的异或和。上传规定与下传规定根本一样，只是上传的一般为实际值。3.5数据的处理这里以发送数据中输出频率的处理为例，假设软件界面输出频率编辑框(对应变量_strFreData)填写50，程序将“50以字符形式取出，通过编写的函数String2De将字符“50转换为十六进制字节数“32即50D，由于USS发送协议中变频器的输出频率HS为16位的字，所以要将字节扩展成对应的字。50D通过扩展后对应的字为4000H。25D通过扩展后对应的字为2000H。以此类推运算。设输出频率50D，示范程序如下:ByteArrayhexdata;/hexdata为十六进制数组，_strFreData为输出频率的十进制变量intlen=String2De(_strFreData,hexdata);/输出频率_strFreData=50D转换为十六进制的hexdata0=0X32LNGNU1,NU2;/实型准确一些INTNU3;hexdata.SetSize(14);NU1=hexdata0;/得到0X32(=50D)NU2=(NU1*4*16)/50;/字节扩展成对应的字,得到字节50D对应的字4000H的高字节NU2=0X40NU3=NU2;/实型变整型hexdata11=NU3;hexdata12=(NU1*0X4000-NU3*256*50)/50+1;/得到字节50D对应的字4000H的低字节NU3=0X00，4软件调试结果软件主界面如图3所示。图3软件主界面运行中，遇到异常情况时，可进展紧急停车。电机在需要单独启动时，可以个别设置。需要同步启动时，可以以播送式启动全部电机。变频器参数可全部或局部上传，远程监控电机的运行情况。5完毕语本软件通过USS通讯协议，用V6.0的通讯控件S，实现了单台工控机远程串口控制多台变频器，并且对数据转换和数据输出算法进展了改良，有些地方进展了补偿，控制更准确，运行状况比拟满意。参考文献1张承慧,万军,李洪斌.利用P开发变频器串行通信协议J.电气传动,2022,(1).2孙志刚，朱德森.USS协议和dbus协议的实现.机械与电子J.2001,(5).3美ihaelJ.Yung著，邱仲潘等译.Visual+6从入门到精通.北京:电子工业出版社,1999.4SIEENS.USSprtl(UniversalSerialInterfaePrtl),1994(9)