触摸屏

：触摸屏 PLC 变频电源系统 人机界面
一、引言
可编程序控制器（PLC）作为中央处理单元由于其运算速度高，指令丰富，功能强大，可靠性高，抗干扰能力强而广泛应用于各种工业控制场合。但是由于其本身不具备人机交互功能，在工艺参数较多，需要人机交互时，使用具有触摸操作功能的触摸屏（Touch Panel Monitor）就是一种很好的选择。在本套变频电源系统中，通过触摸屏和PLC结合使用，可以在触摸屏中直接设定目标电压值与目标频率值，并可实时监控到电源系统实际电流、电压、频率的大小，以及具有报警功能。其操作简单，功能强大，界面友好直观，在生产应用中取得很好的效果。
二、系统硬件组成与结构原理
本套系统用于变频空调压缩机的测试平台。该测试平台要求电源输出电压可变范围80～480V，频率可变范围20～200Hz，以便对空调压缩机的工作性能进行全面测试。本套变频电源系统由变频器、励磁单元、异步驱动电机和同步发电机机组、PLC以及人机界面组成。各部分说明如下：
1)变频器选用ABB公司的ASC600变频器，该系列具有高可靠性，控制精确，自保护系统优良等特点。变频器的作用是根据PLC给定的电机速度和编码盘反馈的实际速度值，通过一定参数的PID调节对异步驱动电机的转速进行实时控制，使电动机运行在给定的转速，从而使与电动机同轴联结的同步发电机输出的电压为给定的频率。
2)励磁单元采用ABB公司的直流电源DCS500。该装置采用可控硅整流，具有良好的电流调节性能和保护功能。选择外部控制后，可根据PLC的给定值直接控制电流，以起到调节同步电动机励磁电流的大小，进而控制同步发电机的端电压大小的作用。
3)异步电动机与同步发电机同轴连接，通过变频器控制电动机的转速可以准确控制发电机输出电流的频率大小，而同步发电机输出电压幅值E与磁通Φ有关，因此调节励磁单元所提供的励磁电流即可以控制发电机输出电压的幅值。最终达到电压、频率分别可调，波形为正弦波。
4) PLC作为控制单元，是整个系统的控制核心。选用OMRON公司的CPM2A。一是输出给变频器转速信号，控制电机转速；二是按照一定的控制策略给出励磁单元的控制信号，实现同步发电机输出电压可调。从而实现整个变频电源输出频率、幅值的连续可调。同时，与触摸屏进行实时通讯，为触摸屏的显示提供数据，并对于触摸屏输入的信息进行处理等。
5) 触摸屏采用OMRON公司NT31C。触摸屏实现了电流、电压、频率的实时显示，电压、频率目标值的设定以及产生报警信息等。
系统硬件结构如图1所示：
图1 变频电源系统硬件