SEW变频器的Profibus-DP总线控制.pdf

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生苎墨查旦PRODUCTION&APPLICATl0N签主至些CHINAFORESTPRODUCTSINDUSTRYSEW变频器的Profibus-DP总线控制张以联SEWFrequencyConverterControlledbyProfibus-DPFieldbusZHANGYi—lian(AnhuiAsiaEuropeWoodIndustrialCo．，Ltd．，Chuzhou239000，China)中图分类号：TP27文献标识码：B文章编号：1001—5299(2008)05—0050—04变频器已经很普遍地应用于交流电机的速度控制，通常变频器和PLC之间的信号交流是通过变频器的信号端子来完成。例如，速度的设定和反馈、起停信号的控制、电流的反馈、故障信号的反馈。这种硬件连接所能控制的方式比较同定，并且得到的反馈信号也较少。而PLC通过Profibus—DP总线的简单连接，可以很方便地设定变频器不同的控制方式并能读取变频器的所有状态，从而为过程控制程序提供了详尽的控制条件，也为人机界面对变频器的操作和状态显示提供了灵活的方案；相对硬件连接的控制大大减少了有色金属铜的投资，从而减少了成本，同时也因为连接的简单性缩短了施工工期。1变频器通过Profibus-DP总线通讯时的设置下面以SEW公司的MCF41A系列变频器和SIE．MENS$7-400PLC为例，PLC作为主站，变频器作为从站，详细说明变频器通过Profibus—DP总线通讯时的设置。在VFC控制模式下，电动机的铭牌上的各项参数可以通过操作面板设定到“CO一”参数中，或者用MOV-ITOOLS软件设定电动机的参数。(1)MCF41A系列变频器总线控制时的硬件接线为安全起见，通过总线控制变频器时，要求通过变频器接线端子将变频器设定为总是允许控制状态。通过接线端子设定变频器为允许控制的最简单接线法是把D100端和+24V信号端子相连，在608参数设定选张以联，助理工程师，安徽哑欧木业有限公司，滁州239000收稿日期：2008-04-23·50-项中没定D100为“／CONTROLLERINHIBIT”，并在600-602参数设定选项中把D101和D103设为“NOFUNCTION”，硬件接线如图1：(2)MCF41A系列变频器在主站Profibus．DP总线上的配置在STEP7的“HW．Config”中安装MCF41A系列变频器的GSD文件——SEw一6002．GSD，然后就可以将变频器作为从站组态在Profibus-DP总线上。图1SEW变频器总线控制时硬件接线及设置MCF4lA系列变频器在Profibus．DP总线控制中提供了多种不同的配置来和主站交换数据，如表1所示。这些配置在STEP'／硬件配置的“catalog”中可见，以供选择。在此选用“3PD”的配置。(3)输入处理数据字PI和输出处理数据字PO的描述“3PD”分别包括“3PI(3个输入处理数据字)”和“3PO(3个输出处理数据字)”。PI和PO能传送的内容在“87一：Processdatadescription”参数设定选项中定林产工业2008年第35卷第5期 生亡量堕用PRODUCTION＆APPLICATl0N签苎三些CHINAFORESTPRODUCTSINDUSTRY义，可以由用户进行独立指定。在此使用工厂设定值，工厂设定值的传送内容见表2。表1MCF41A系列变频器在Profibus·DP组态中的配置选项处理数据配置意义lPD2PD3PD6PDlOPDPhram4-lPDParam4-2PDParam4-3PDParam+6PDParam+lOPD1个处理数据字2个处理数据字3个处理数据字6个处理数据字lO个处理数据字8字节参数通道+1个处理数据字8字节参数通道+2个处理数据字8字节参数通道+3个处理数据字8字节参数通道+6个处理数据字8字节参数通道+lO个处理数据字表2PI和PO工厂设定值的描述通常输入和输出处理数据被直接送到PLC的L／O区域或者外围区域，因而所使用的PLC的I／O区域或者外围区域必须有效，以供变频器使用。3PI和3PO在总线上的地址由主站统一分配，PLC通过对PI区域读人状态、对PO区域写m设定完成对变频器的操作。在控制过程巾，如果表2中的任一参数被改变，通过总线用来作为设置的输出处理数据的接收会被自动中止，已接收的输出处理数据，不执行按照新实际值和设置值的处理，直到876(EnablePOdata)这个参数被再次激活。(4)控制字和状态字的描述采用工厂默认设置时，参数870和873分别被设定成控制字1和状态字1，这两个参数对变频器的驱动起到很重要的作用。控制字的16位每位都被赋予一个变频器的功能。和低位字节的8位相关联的功能是固定不变的。高位字节的8位所对应的功能是变化的，由变频器内部产SFW变频器的Profibus．DP总线控制——张以联生，作为内部设置功能。状态字有16位长，和低位字节相关联的8个状态位有同定的功能，它影响变频器最重要的驱动条件。高位字节的8位所对应的状态是变化的，用来对应不同的状态，在变频器状态和故障信息之间切换，这个取决于状态字的第5位——故障位。当故障位为0时，显示变频器状态；当故障位为1时，显示故障代码。控制字和状态字低位字节8位的固定功能见表3。表3控制字和状态字低8位的固定功能2主站$7-400PLC和从站MCF41A系列变频器之间通过Profibus—DP总线控制时数据交换的例程在STEP7中为变频器的Profibus—DP总线控制生成一个结构类型的数据块，其结构如图2，主站PLC对从站变频器进行状态读取和控制写入的数据存放在此数据块中。再在STEP'／中生成一个变频器Profibus—DP总线控制功能，在此功能中实现故障代码、实时速度、实时电流的读取；控制字和速度设定的写入。为此在功能的变量声明表中定义一系列的输入、输出和临时局域变量，其中临时局域变量的定义如图3：(1)主站$7-400对从站变频器结构数据块中相应状态字的读取和控制字的写入在此功能中通过与、或和传送运算，对变频器Profibus—DP总线控制结构数据块中相应的数据进行操作，从而实现对变频器的使能、故障复位、停止、快速停止、正反转速度的自动和手动设定；实现变频器故障位的读取。．51． 生产与应用林产工业PRODUCTION&APPLICATIONCHINAFORESTPRODUCTSINDUSTRYAddressNameTypeInitialComment0．OSfIRUCT+O．O卜AUIJCODEBY7J’EB#16#0NUMBEROFFAUIJ、JNS1ATUSWORDl+l0INVERTER——OUTPUT——ENABLEBooLFAI。SEAMPLIFIERENABLE+1．1INVERTER—READYB00LFALSECoNVEWllERREADY+l2P吨DATA—ENABLEB00LFALSEPO—DATAENABI。E+1．3ACTIVE——RAMP——GEN——SETB00LIjALSEACTUALlNTEGRATOR+1．4ACTlVE_f)ARAME’J．ER—SE’I’BOOL队LSEACTUALPARAMETER+15FAULJWARNBooL}?ALSEfi气UUl／WARNING+1．6LIMIT——RIGHT——TURNB00LFALSELIMITSWITCH+1．7LIMI1"一LEF71jI、URNB00LFALSEI．IMIlSWITCHI。}三FTACTIV+2OOUTPUT—SPEEDWORDW#16#OACTUALSPEEDINP12+4OOUTPUT_CURREN’l’WORDW#16#OACTUALCURREN11lNP13+6．OCONTROL—WORD1WORDW#16#OCONTROLWORDlINP01+8OSPEED—SETWORDW#16#OSPEEDSETINP02+10．ONoFUNCr110NWORDW#16#ONoFUNCTl0NINP03+12．0FAULTCODE—SFC14INTOREADFAULJCODESFCl4DATAFRoMDP—SLAVE+140FAULTCODE—SFC15INT0WRITEF人UUlCODESFC15DAllAToDP—SLAVE=160ENDSI、I图2变频器Profibus．DP总线控制结构数据块的定义Content8Of：7Environment＼Interface＼TEMPNameDataTypeAddreB8Comment1aRECoR0Any0READ／WRITEDATAPLC<一>CONVERTER1口RE’I、，ALSFCl4Int10．0RETURNVALUESFCl4FAUIjI’CC)I)E、l叠RFTVALSFCl5Int12．0RETURNVALUESFCl5FAULrCOI)E、口DBNUMBERInt140DATABLoCKNUMBER1置ADDRSFCl4Wordl6．OS11ARTADDRESSINPUT-AREACoNVEI订ER(READ)口ADDRSFCl5Wordl8．OSTARI'ADDRESSOUrIPU7f-AREA(WRITE)图3变频器Profibus—DP总线控制功能中临时局域变量的定义(2)主站$7-400在变频器Profibus—DP控制功能中实现输入、输m数据的交流在此总线控制功能中，主站PLC通过总线对变频器的输入处理数据区域和输出处理数据区域进行读写操作。将预处理后的结构数据块中的控制数据写入到变频器的输出处理区域中以完成设定功能，将变频器的输入处理数据读取到结构数据块巾以得到变频器的状态。例程如下：a读取变频器状态字到结构数据块CLRLARIP##RECORD／／将Any类型局域变量的地址装入到ARI中LB#16#10／／声明s7控制器TLB[ARI，P#0．0]LB#16#2／／读取字节类型数据．52．TLB[ARl，P#1．0]LB#16#6／／连续读取6个字节TLW[ARI，P#2．0]L#DB—NUMBER／／存放变频器输入处理数据的结构数据块的编号TLW[ARI，P#4．0]LP#DBXO．0／／读取的变频器状态数据存放起始地址TLD[ARl，P#6．0]LAll2P##RET_VAL_SFCl4L#DB—NUMBERTLW[AR2，P#0．0]L#LADDR—SFCl4T#ADDR——SFCl4CALL”DPRD—DAT”／／调用SFCl4LADDR：=#ADDR—SFCl4林产工业2008年第35卷第5期 乡一PRODUCT鲈ION与&应用APPLICATIONRET-VAL：=#RET—VAL_SFCl4RECORD：=#RECORDL#RET_VAL_SFCl4TDBW12b将结构数据块巾的控制字写入到变频器LARlP}}#RECORDLB#16#10TLB[ARl，P#O．0]LB#16}}2TLB[ARl，P#1．0]LB#16#6TI．w[ARl，P#2．0]L#DBNUMBER／／将Any类型局域变量的地址装入到ARl中／／声明s7控制器／／写出字节类型数据／／连续写入的数据量／／写j}l{输_I|；处理数据到变频器的结构数据块的编号TLW[ARl，P#4．0]LP#DBX6．0／／写入的变频器控制数据存放起始地址TLD[ARl，P#6．0]LAR2P槲RETVALSFCl5L#DB—NUMBER林产工业CHINAFORESTPRODUCTSINDUSTRYTLW[AR2，P#O．0]L#I．ADDRSFCl5T#ADDR—SFCl5CALL”DPWR—DAT”／／调用SFCl5LADDR：=#ADDR_SFCl5RECORD：=#RECORDRET_VAL：=#RET_VAL—SFCl5L#RET_VAL—SFCI5TDBW143结束语在实际运用中，PLC通过Profibus—DP总线方式对变频器进行控制时，能全面得到变频器的状态，编制程序时可以很好地利用多种条件来实现不同的控制，处理多种信息，使得控制灵活方便；上位机组态软件通过和主站之间进行数据交流，能够方便地让操作人员为满足生产对变频器进行不同的操作，得到变频器的多种状态反馈，从而也加强了人机界面的友好性。(责任编辑韦亚红)业业业妇誊誊业坐誊坐坐省皇■}=妞业坐妇船业业业·蛐}坐韭业业蕾ejI士业业业业业业业业业业业重t业妊业业坐坐业·重}2009年《林产工业》杂志征订启事《林产工业》杂志是南因家林业局林产工业规划设计院和中国林产=I：业协会共同主办，中国林业机械协会协办的专、№技术性刊物，创刊于1964年。为全闺中文核心期刊，“中国期刊全文数据库”、“中国科学引文数据库”、“巾园学术期刊综合评价数据库”、“万方数据——数字化期刊群”、“中文科技期刊数据库”、“巾国核心期刊(遴选)数据库”、美国《AGRlCOLA))、英国《CABAbstracts))等国内外大型数据库收录期刊。2001年首批进入国家新闻出版总署组织的“中国期刊方阵”，被评为“双效期刊”；2002、2003年分别获国家林业局优秀期刊一等奖、二等奖。办刊宗旨：面向生产，报道以应用技术为主，融科技性、实用性、学术性、信息性于一体，服务于术材加工行业广大读者。报道内容：宣传林产丁业发展的技术方针和政策；介绍制材，木材十燥，胶合板，纤维板、刨花板等各类人造板、非木质人造板，各类人造板饰面，木质地板等室内装饰装修材料，家具制造，胶料的生产和应用，制浆造纸以及林产化工，生物质材料等方面的先进经验和新技术、新材料、新设备、新工艺；报道上述领域的科研设计成果；综述国内外林产工业现状、水平及发展趋势。主要栏目：综述，研究与分析，生产与应用，专题讲座，国外技术，综合信息，专利介绍等。适读对象：本行业及相关行业的氽业，科研、设计、教育单位及管理部门从事生产、管理、科研和开发、设计、教学、咨询市场营销的人员。为加强企业之间的信息交流，介绍新设备、新工艺和新技术，活跃经济，本刊辟有黑白／彩色广告版。《林产工业》杂志为双月刊，大16开，止文64页，单月巾旬出版，国内外公开发行，定价每期lO元，全年60元，挂号每期另加3元。本刊邮发代号：2—141，读者可向当地邮局或本刊编辑部订阅。编辑部地址：北京朝内大街】30号邮编：IO(XIIO电话：(010)85128107、85128120传真：(010)85128070电子信箱：cfpipaper@cfpi．cn网址：www．cfpi．cnSEW变频器的Profibus—DP总线控制——张以联-53·