基于双控制器的高压变频装置测控系统

　　1 引 言

　　高压变频装置的主要应用是驱动大容量电机。此类电机多用在泵和风机等负荷，如自来水厂的抽水泵，电厂的送风机、引水泵等等。大型电机自身的大转动惯量和此类工业过程的特殊性对调节的动态响应速度和静态工作的稳定性要求较低，而对电机工作的可靠性要求较高。

　　测控系统所要达到的最基本要求是对受控对象的状态测量和功能控制。其中测量部分通过测量传感器对被控对象的被控参数(如电流、电压、温度等物理量)进行测量，再由变送单元将这些量变换成一定形式的电信号，传递给控制系统。控制部分把这些数据加以计算分析，并根据控制所要达到的目的，由控制系统自动地或经人工干预向被控对象发出控制信号，保障控制设备的正常运转。

　　2 测控系统的整体构架及设备选型

　　2.1 测控系统的整体构架

　　根据上面的分析，可以构造出整个测控系统的结构图，如图1。

图1 测控系统结构图

　　2.2 硬件选型

　　工控机：作为整个系统的中央控制单元。设计选用的是研华(Advantech)MIC-2352 型工控机。多串口卡：9 个单元上传的数据以串行方式传输至工控机。根据测控系统的需求(支持DOS 操作系统，大于20 路串行接口，高速传输波特率大于115.2Kbps，多路信号并行接收，支持ISA 总线，高可靠性等)，我们选择了C320-turbo 多串口卡。

　　数据采集卡：数据采集卡的主要应用是通过IO 口采集变频装置的主回路接触器、继电器的开关状态，并向其发出控制接触器的分合闸。使用的数据采集卡是北京双诺测控公司的AC1081 型数采卡。配套AC157 端子板可以提供16 路低通滤波及I/V 变换。AC1081 采用大规模可编程门阵列设计，具有较高可靠性。

　　3 工控机接口部分的应用设计

　　工控机及其接口部分的应用设计主要包括三个方面的内容：串口通信、中断控制和ISA总线，以下分别说明。

　　3.1 串行通信

　　由于计算机内部处理信息的方式为并行数据处理，而串行外设接收或发送的信息是串行的，因此串行接口对于输入来说必须完成由外设到主机的串行信号的格式转换;对于输出而言，又必须进行并行到串行格式转换。串行异步通信有一定的传输规范或称作异步通信协议。它包括两方面的内容：一是字符的传送格式的规定，二是数据传送速率的要求。异步通信的字符格式如图2。

                     图2 异步通信字符格式

　　常用的串行通信接口芯片有Intel 公司的8250 及美国半导体公司的16550。目前计算机主板上都采用了与16550 兼容而性能更高的模块。对串口编程主要是对可编程串口芯片内部的10 个寄存器进行必要的读或写，根据寄存器的端口地址可以访问不同的寄存器。通过串口编程来设置串口通信的格式和波特率以及接收发送数据。