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www.cechina.cn，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www.cechina.cn，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80～480VCONTROL ENGINEERING China版权所有，频率可变范围20～200Hz，以便对空调压缩机的

       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CONTROL ENGINEERING China版权所有，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 变频电源系统硬件结构

       三、触摸屏特点功能

       触摸屏监控器（简称PT）是90年代出现的新型可编程终端，是新一代高科技人机界面产品。适于在恶劣的工业环境中应用，可代替普通或工控计算机作为人机界面，具有交互性好，可靠性高，编程简单，与PLC联结简便等特点。PT的主要功能有[1]：

       1）PT主要用于实时显示设备或系统在操作状态方面的实时信息。 
       2）触摸屏上的触摸按钮可产生相应的开关信号CONTROL ENGINEERING China版权所有，或输入数值、字符给PLC进行数据交换，从而产生相应的动作控制系统或设备的运行。 
       3）可多幅画面重叠或切换显示，显示图形、字符串、报警信息、历史记录、趋势图等。

       四、PLC在励磁调节中的作用