NI工控机与台达变频器通讯的实现

1 引言
风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件，而其中轴承性能的好坏对齿轮箱的性能起着至关重要的作用。根据用户要求，齿轮箱轴承出厂前要在模拟实际工况的试验机上进行测试。即齿轮箱轴承需在不同转速、载荷下进行性能试验和寿命试验。齿轮箱轴承转速的改变是由变频器驱动变频电机实现的。变频器运行频率的设定有三种方法：一是通过面板手工调节，这种方式已经不能满足频率频繁变化时使用需要。二是通过变频器的外部接口，外接模拟信号来控制设定频率。这种方式虽然简单，但存在设定频率不准确的问题，当外接模拟信号波动时，变频器的设定频率也随之变化。三是通过变频器的通讯口，利用参数设定指令来进行频率参数设定。这种方法能准确地控制变频器的频率。下面以台达vfd-b系列变频器为例，介绍一种基于labview软件利用串口实现工控机与变频器间通讯，进行频率参数设定、监视输出电流的方法。

2 通讯系统总体设计
本系统所采用的通讯方式是利用美国ni公司的工控机与台达vfd-b系列变频器的rs-485串口通讯。工控机的控制器为 ni pxi-8106，自带1个rs-232通讯串口。由于系统还需要与仪表和plc通讯，而且变频器、仪表和plc三者之间的通讯协议不同，工控机另配有1块串行通讯模块ni pxi-8431（含有两个rs-485串口）。使用工控机rs-232串口和台达变频器的rs-485串口通讯，中间需加rs-232/rs-485转换器，如图1所示。如果使用串行通讯模块ni pxi-8431的rs-485串口，须用db-9连接器连接工控机的rs-485串口与变频器的rs-485串口，如图2所示


图1 系统通讯示意图


图2 系统通讯示意图

3 系统硬件接口
台达vfd-b系列变频器的通讯口引脚定义、db-9连接器引脚定义、rs-232/rs-485转换器的接线端子排列见表1。
表1 接线端子排列


台达vfd-b 系列变频器通讯口使用的是水晶头，只需压两根线，为了减少干扰，通讯线最好使用双绞屏蔽线。使用工控机的rs-485通讯口时，须把db-9的4脚与8脚短接，然后连接变频器的4：sg+，把db-9的5脚与9脚短接，然后连接变频器的3：sg-，见图3。使用工控机的rs-232通讯口时，接线方法是把rs-232/rs-485转换器的d+/a连变频器的4：sg+，d-/b连变频器的3: sg-，见图4。


图3 db-9与变频器rs485连线图


图4 rs232/rs485转换器与变频器rs485连线图

3．1 通讯格式说明
在本系统中，工控机与变频器通讯，工控机一侧不仅要设置相应的通讯参数，如通讯地址，波特率，数据位，停止位，变频器一侧也有一些参数需要设置。两者之间的通讯参数设置应一致。
3．2 台达变频器的参数设置
台达变频器的参数设置如表2所示。
表2 变频器通讯参数设置


参数设置完以后，变频器需要重新上电，新的参数才会被应用。