李彬,譚明波
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Control Logix與西門子變頻器DP通訊解決方案
李彬,譚明波
(武漢船用電力推進裝置研究所,武漢 430064)
本文敘述了AB公司的Control Logix控制器與西門子變頻器之間,通過第三方設備MVI56‐ PDPMV1模塊,實現(xiàn)Profibus總線通訊的方法和步驟。簡要介紹了在建的三峽升船機系統(tǒng)中用到的試驗設備、試驗步驟、試驗現(xiàn)象和試驗結果。
PLC 變頻器 通訊
當今自動化系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成集成控制系統(tǒng),它將許多控制設備集成在一起,從按鈕到可編程控制器、從傳動器到軟件、從拖動裝置到人機界面,并要求能夠協(xié)調(diào)工作,具有足夠的靈活性,以適應不斷變化的生產(chǎn)需求[1]。
三峽升船機是世界上規(guī)模最大的升船機,通航噸位為3000噸級。三峽升船機計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用的是羅克韋爾公司的Control Logix系列控制器和監(jiān)控產(chǎn)品,現(xiàn)場通訊采用Control NET網(wǎng)絡通訊;主傳動系統(tǒng)采用的是西門子SINAMIC S120系列變頻器,現(xiàn)場通訊采用Profibus-DP總線通訊。Profibus是歐洲標準的現(xiàn)場總線標準,DP型用于分散外設間的高速數(shù)據(jù)傳輸,在工業(yè)自動化領域得到廣泛應用[2]。兩套系統(tǒng)分別有各自的通訊協(xié)議。為了實現(xiàn)系統(tǒng)的功能,保證兩者之間的通訊正常,本文通過試驗的方式介紹了兩者之間實現(xiàn)通訊的方法和步驟。
三峽升船機控制系統(tǒng)設備主要包括Control Logix處理器單元、控制網(wǎng)冗余模塊、遠程I/O通訊模板、觸摸屏、交換機、西門子變頻器、電機等。Control Logix系列控制器含有以太網(wǎng)、控制網(wǎng)、現(xiàn)場總線三種網(wǎng)絡,但不含有Profibus網(wǎng)絡,無法直接連接西門子SINAMIC S120系列變頻器,必須選擇第三方設備模塊進行轉換。
Prosoft公司生產(chǎn)的MVI56‐PDPMV1模塊,是專為羅克韋爾公司的Control Logix系列控制器支持Profibus網(wǎng)絡而設計,可在西門子變頻設備和羅克韋爾Control Logix控制器之間作為一個網(wǎng)關,安裝在遠程I/O的背板上。模塊通過自身的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)ControlLogix處理器和Profibus網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)結構示意圖如圖1。
圖1 系統(tǒng)結構示意圖
所有硬件設備安裝布置完成后,先要對網(wǎng)絡通訊模板進行相應的設置,主機架上的兩個控制網(wǎng)節(jié)點模板CN2R設置為同一個節(jié)點地址,遠程機架上的兩個控制網(wǎng)節(jié)點模板CNBR設為不同的地址(1和2),主機架上兩個以太網(wǎng)通訊模板設置相同的IP地址。
網(wǎng)絡參數(shù)設置完成后,采用AB公司軟件RSlogix5000對網(wǎng)絡布置進行組態(tài),在添加Prosoft通訊模塊MVI56_PDPMV1時,選擇Other下1756-MODULE,點擊OK,在模塊設置框中,將Name設置為MVI56_PDPMV1,Comm Format設置成Data-INT類型,Slot根據(jù)遠程框架中MVI56_PDPMV1所在的槽號設置為1,Connection Parameters按如圖2進行參數(shù)設置。
圖2 Connection Parameters設置
模板添加成功后,從電腦導入MVI56_ PDPMV1的DP通訊驅動,根據(jù)MVI56_PDPMV1模塊所在位置選擇正確的輸入和輸出連接,本項目中此模塊位于遠程框架1號槽內(nèi),由于之前組態(tài)時將遠程框架1756-CNBR命名為CNBR001,故輸入輸出分別選擇為CNBR001:1:I、 CNBR001:1:O。導入成功后,將配置好的文件下載到PLC中。
網(wǎng)絡組態(tài)下載成功后, MVI56_PDPMV1模塊需要另外配置,這是實現(xiàn)和西門子變頻器通訊最重要的一環(huán),打開PROSOFT自帶的軟件ProSoft Configuration Builder,在默認模塊中選擇MVI56_PDPMV1,模塊的通訊模式選擇為默認模式。然后配置Profibus-DP網(wǎng)絡,在PROFIBUS選項中設置Profibus DP地址、波特率等,然后導入西門子變頻器的GSD文件,并導入相應的圖片,導入后對DP網(wǎng)絡進行組態(tài),MVI56_PDPMV1模塊作為主站,西門子變頻器為從站模式進行配置,分別設置相應的主從站地址。如圖3所示。
圖3 Profibus-DP網(wǎng)絡配置圖
配置完成后,在CIP Path Edit對話框中編輯MVI56_PDPMV1的連接路徑,路徑根據(jù)前面AB網(wǎng)絡的相關網(wǎng)絡參數(shù)進行設置。如圖4所示:
圖4模塊連接路徑配置圖
路徑設置完成后,將將配置下載到MVI56_ PDPMV1模塊中。
設置電機參數(shù),并將變頻器組態(tài)為通過Profibus網(wǎng)絡控制正、反轉,啟、停,速度。關鍵參數(shù)如下所示:
P101銘牌電壓;
P102額定電流;
P105額定功率;
P107額定頻率;
P108額定轉速;
P109額定極對數(shù);
P53設置為7,定義接口功能;
P60設置為7,選擇當前菜單功能;
P918.1默認是3,設置為3,表示網(wǎng)絡節(jié)點地址;
P554.1原來是5,設置為3100,表示網(wǎng)絡啟停;
P368設置為6,將速度源設為PLC
P443.1原來是58,設置為3002,速度源為PLC
P734.3設置為148(反饋速度)
P734.4設置為22(輸出電流)
P571.1設置為3111(正向)
P572.1設置為3112(反向)
在RSlogix5000中編寫程序處理Control Logix控制器和西門子變頻設備之間的數(shù)據(jù)交換,設置第一與第二個輸出的PZD為變頻器給PLC的狀態(tài)字,設置第三個為變頻器反饋給PLC的實際輸出頻率的百分比值,第四個為變頻器反饋給PLC的實際輸出電流的百分比值。輸出PZD數(shù)據(jù)輸入到PLC程序中的Input數(shù)據(jù)區(qū),一個PZD對應兩個SINT數(shù)據(jù)。設置第一輸入的PZD為PLC給變頻器的控制字,第二個為PLC給變頻器的的輸出頻率,輸入PZD數(shù)據(jù)輸出到PLC程序中的Output數(shù)據(jù)區(qū),數(shù)據(jù)對應同上。
觸摸屏編輯界面如圖5所示。
圖5 觸摸屏編輯界面
正確完成以上相關設置組態(tài)以后,可以通過觸摸屏實現(xiàn)對電機的控制。包括:正、反轉啟動、停止、速度調(diào)節(jié)、速度反饋及變頻器輸出電流反饋。
按照前述的設置,當PLC發(fā)16#0C0F指令時,電機正向運行;當PLC發(fā)16#140F指令時,電機反向運行;當PLC發(fā)16#040E指令時,電機停止。電機運行參數(shù)如下表所示
運行頻率(Hz)輸出電流(A)輸出電壓(V) 03.311.8 12.55.399.9 256.0199.9
最終,實現(xiàn)了AB Control Logix控制器通過Profibus網(wǎng)絡對西門子變頻器的完美控制。
[1] 李鳳閣, 佟為明編著. 電氣控制與可編程控制技術. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2008.
[2] 張云生, 祝曉紅, 王靜編著. 網(wǎng)絡控制系統(tǒng). 重慶: 重慶大學出版社, 2002.
Control Logix and Siemens Inverter Network Communications Solutions
Li Bin, Tan Mingbo
(Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China)
TP273
A
1003-4862(2014)08-0018-03
2013-10-21
李彬(1979-),男,本科。研究方向:工業(yè)自動化。