基于LabVIEW的變頻器控制系統(tǒng)設(shè)計

鮑琦 王寧

【摘要】本文利用LabVIEW中的VISA控制技術(shù)，開發(fā)了一種變頻器控制系統(tǒng)。實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子實驗臺上電機的調(diào)速與反饋控制，使數(shù)據(jù)采集等實驗過程與電機轉(zhuǎn)速控制同步進行。該方法通過計算機串口，直觀、方便地控制變頻器的啟停和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，為轉(zhuǎn)子實驗臺的數(shù)據(jù)采集等實驗過程提供了很好的技術(shù)支持。

【關(guān)鍵詞】LaVIEW；變頻器；VISA

變頻器在交流拖動系統(tǒng)應(yīng)用中呈現(xiàn)良好的控制性，可以實現(xiàn)軟起動和無極調(diào)速，進行加減速控制，使電動機獲得高性能，并具有顯著的節(jié)能效果。因此使用變頻器調(diào)速可以提高生產(chǎn)機械的控制精度和生產(chǎn)效率，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化，因此變頻器近年來在工業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)得到了廣泛應(yīng)用。

通常變頻器的控制由控制面板完成，但此種操作方式較復雜、且易出錯，特別是在運行參數(shù)需要根據(jù)實驗要求經(jīng)常改變的調(diào)速系統(tǒng)中，設(shè)定、修改變頻器參數(shù)，監(jiān)控它們的運行，協(xié)調(diào)系統(tǒng)有序的工作，就成為一個突出的問題。本文欲開發(fā)一種變頻器控制系統(tǒng)，解決計算機與變頻器的串口通信問題，達到用計算機來控制電機啟停和速度調(diào)節(jié)的效果。該系統(tǒng)具有開發(fā)周期短、可靠性高，能夠連續(xù)、快速地改變電機轉(zhuǎn)速的特點。

一、監(jiān)控系統(tǒng)的原理

本系統(tǒng)所采用的通訊方式是利用工控機與變頻器的RS-485串口通訊。工控機的控制器為NIPXI-8106，自帶1個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，工控機另配有1塊串行通訊模塊NIPXI-8431（含有兩個RS-485串口）。使用工控機RS-232串口和變頻器的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NIPXI-8431的RS-485串口，須用DB-9連接器連接工控機的RS-485串口與變頻器的RS-485串口，如圖1所示。

二、系統(tǒng)硬件及環(huán)境配置

本系統(tǒng)的硬件構(gòu)成主要有LG5變頻器、RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器、變頻電動機和計算機。系統(tǒng)環(huán)境配置主要為了進行串口通信而進行的IG5變頻器參數(shù)設(shè)置。變頻器設(shè)置為標準通信方式的參數(shù)設(shè)置如表1所示。

三、統(tǒng)軟件設(shè)計

LabVIEW語言是美國NI公司為適應(yīng)計算機和軟件技術(shù)的發(fā)展、加快儀器的開發(fā)和完善其功能而推出的。它使用圖形化編程語言編程，執(zhí)行程序的順序是由數(shù)據(jù)流決定的，而不是傳統(tǒng)文本語言的按命令行順序連續(xù)執(zhí)行。LabVIEW語言具有界面友好、易學易懂、開發(fā)周期短等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于儀器控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)顯示等領(lǐng)域。

系統(tǒng)總體控制流程圖如圖2所示。

四、系統(tǒng)通信軟件設(shè)計

在LabVIEW中進行串口通訊主要利用VISA函數(shù)。包括visaconfigureserialport、visawrite、visaread、visaclose等。利用串口發(fā)送數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)的程序如下：第一步：初始化端口，設(shè)定端口號、波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗等。第二步：利用visawrite.vi發(fā)送數(shù)據(jù)。第三步：如需從串口讀取數(shù)據(jù)，可利用visaread.vi讀取數(shù)據(jù)。第四步：如串口不再使用，可利用visaclose.vi關(guān)閉串口。

五、結(jié)語

該系統(tǒng)采用了LabVIEW中的VISA模塊，實現(xiàn)了計算機與變頻器串口通信，完成了變頻器運行監(jiān)控任務(wù)。解決了一般變頻器使用時要自帶控制面板和外接控制端的操作方式，通過串口通信進行變頻器的過程監(jiān)控運行，本系統(tǒng)具有更好的控制能力，也為計算機與變頻器的串口通信提供了一種可行方案，為工業(yè)自動控制和遠程監(jiān)控提高了參考。

參考文獻

[1]郭天石.基于LabVIEW的微分方程數(shù)值解的動態(tài)仿真儀[J].四川理工學院學報：自然科學版，2009，22（01）：92～95.

作者簡介：鮑琦（1996.10—），男，漢族，陜西延安人，西京學院理學院，研究方向：智能控制；王寧（1978.11—），女，漢族，陜西西安人，學士，西京學院理學院，副教授，研究方向：智能控制。