基于LabVIEW的变频器控制系统设计

鲍琦 王宁

【摘要】本文利用LabVIEW中的VISA控制技术，开发了一种变频器控制系统。实现对转子实验台上电机的调速与反馈控制，使数据采集等实验过程与电机转速控制同步进行。该方法通过计算机串口，直观、方便地控制变频器的启停和转速调节，为转子实验台的数据采集等实验过程提供了很好的技术支持。

【关键词】LaVIEW；变频器；VISA

变频器在交流拖动系统应用中呈现良好的控制性，可以实现软起动和无极调速，进行加减速控制，使电动机获得高性能，并具有显著的节能效果。因此使用变频器调速可以提高生产机械的控制精度和生产效率，实现生产过程的自动化，因此变频器近年来在工业生产各个环节得到了广泛应用。

通常变频器的控制由控制面板完成，但此种操作方式较复杂、且易出错，特别是在运行参数需要根据实验要求经常改变的调速系统中，设定、修改变频器参数，监控它们的运行，协调系统有序的工作，就成为一个突出的问题。本文欲开发一种变频器控制系统，解决计算机与变频器的串口通信问题，达到用计算机来控制电机启停和速度调节的效果。该系统具有开发周期短、可靠性高，能够连续、快速地改变电机转速的特点。

一、监控系统的原理

本系统所采用的通讯方式是利用工控机与变频器的RS-485串口通讯。工控机的控制器为NIPXI-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NIPXI-8431（含有两个RS-485串口）。使用工控机RS-232串口和变频器的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NIPXI-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1所示。

二、系統硬件及环境配置

本系统的硬件构成主要有LG5变频器、RS-232/RS-485转换器、变频电动机和计算机。系统环境配置主要为了进行串口通信而进行的IG5变频器参数设置。变频器设置为标准通信方式的参数设置如表1所示。

三、统软件设计

LabVIEW语言是美国NI公司为适应计算机和软件技术的发展、加快仪器的开发和完善其功能而推出的。它使用图形化编程语言编程，执行程序的顺序是由数据流决定的，而不是传统文本语言的按命令行顺序连续执行。LabVIEW语言具有界面友好、易学易懂、开发周期短等优点，广泛应用于仪器控制、数据采集、数据分析和数据显示等领域。

系统总体控制流程图如图2所示。

四、系统通信软件设计

在LabVIEW中进行串口通讯主要利用VISA函数。包括visaconfigureserialport、visawrite、visaread、visaclose等。利用串口发送数据，读取数据的程序如下：第一步：初始化端口，设定端口号、波特率、数据位、停止位、奇偶校验等。第二步：利用visawrite.vi发送数据。第三步：如需从串口读取数据，可利用visaread.vi读取数据。第四步：如串口不再使用，可利用visaclose.vi关闭串口。

五、结语

该系统采用了LabVIEW中的VISA模块，实现了计算机与变频器串口通信，完成了变频器运行监控任务。解决了一般变频器使用时要自带控制面板和外接控制端的操作方式，通过串口通信进行变频器的过程监控运行，本系统具有更好的控制能力，也为计算机与变频器的串口通信提供了一种可行方案，为工业自动控制和远程监控提高了参考。

参考文献

[1]郭天石.基于LabVIEW的微分方程数值解的动态仿真仪[J].四川理工学院学报：自然科学版，2009，22（01）：92～95.

作者简介：鲍琦（1996.10—），男，汉族，陕西延安人，西京学院理学院，研究方向：智能控制；王宁（1978.11—），女，汉族，陕西西安人，学士，西京学院理学院，副教授，研究方向：智能控制。