丹佛斯變頻器FC360在濾棒儲存輸送裝置上的應(yīng)用

彭興 王博

摘要：在基于Profibus總線協(xié)議的變頻器控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，集成了西門子PLC控制系統(tǒng)和丹佛斯FC360系列變頻器。通過編制PLC程序?qū)ψ冾l器PCD區(qū)參數(shù)的讀寫和對PCV區(qū)寫參數(shù)，實現(xiàn)了對變頻器的實時控制以及狀態(tài)信息和故障信息的監(jiān)控，滿足了濾棒儲存輸送裝置上對變頻器應(yīng)用的需求。

關(guān)鍵詞：Profibus；變頻器控制；FC360；濾棒儲存輸送裝置

引言

丹佛斯變頻器VLT2800系列在煙草機(jī)械中，尤其是輔助聯(lián)接設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用，但隨著其逐步的停產(chǎn)，我們就需要尋找一種新的變頻器來替換該系列變頻器，以保證后續(xù)設(shè)備的正常生產(chǎn)和原有機(jī)器的維修保養(yǎng)及配件支持。丹佛斯VLT AutomationDriveFC360系列變頻器是一款多用途變頻器，可為各種工業(yè)提供精確、有效的電機(jī)控制。VLT AutomationDrive 所基于的模塊化開放技術(shù)平臺使它具有超凡的適應(yīng)能力和可編程能力。它擁有可以配置并且易于操作的界面，支持本地語言和字符。完全滿足了替代VLT2800系列變頻器的要求，本文中將以YF171A型濾棒儲存輸送裝置為例，介紹丹佛斯變頻器VLT AutomationDriveFC360在煙草設(shè)備中的應(yīng)用。

1.工作過程簡介

濾棒成型機(jī)生產(chǎn)的濾棒，通過裝盤機(jī)水平通道垂直提升到轉(zhuǎn)向裝置， 然后經(jīng)高架輸送通道直接進(jìn)入到與之相連的儲存輸送主體部分， 儲存輸送主體部分設(shè)置了兩個儲存區(qū)及一組階梯式輸送通道。進(jìn)入儲存輸送主體的濾棒在階梯式輸送通道的傳遞過程中達(dá)到規(guī)定的固化時間，再經(jīng)輸送通道傳送到下游發(fā)射機(jī)。由于上、下游機(jī)器生產(chǎn)能力及實際工作狀況的不同或產(chǎn)生偶然的故障，會導(dǎo)致上、下游機(jī)器供求能力的短期不平衡，系統(tǒng)內(nèi)的兩個儲存區(qū)將自動協(xié)調(diào)上、下游機(jī)器生產(chǎn)能力的供求波動，從而避勉上、下游機(jī)器之間的工作互相牽制，影響整個系統(tǒng)的效率。自動卸盤臺或手工卸盤裝置，既可單獨工作，又可與系統(tǒng)聯(lián)機(jī)工作。

本文中將主要以6區(qū)固化輸送電機(jī)為例來介紹丹佛斯變頻器FC360在濾棒儲存輸送裝置上的應(yīng)用。

2.FC360外部接線

FC360變頻器電源輸入端子為91、92、93、95，輸出端子為96、97、98、99； DP總線接口端子為62、63，注意需將處于DP總線末端的變頻器上Profibus總線控制卡上的終端電阻撥到ON；變頻器端子27為變頻器使能端子，此時需將參數(shù)5-12設(shè)置為2：慣性停車反邏輯，當(dāng)端子27上有DC27V輸入時，變頻器可正常啟動運(yùn)行，當(dāng)輸入為DC0V時，變頻器將慣性停車；端子19、50為電動機(jī)提供熱敏保護(hù)，此時需將參數(shù)1-90電動機(jī)熱保護(hù)設(shè)置為2：當(dāng)電機(jī)中連接的熱敏電阻器因電機(jī)溫度過高而作出反應(yīng)時，停止（跳閘）變頻器。將參數(shù)1-93設(shè)置為4：數(shù)字輸入19。

端子81和82上外接了一個制動電阻器，用于以熱量形式耗散多余的制動能量，連接了制動電阻器后，在制動期間（發(fā)電操作）允許存在較高的直流回路電壓，此時需將參數(shù)2-10制動功能設(shè)置為1：電阻器制動。

3.硬件配置和通訊

在YF171A濾棒儲存輸送裝置中，采用西門子S7-300 CPU315-2DP作為主站，連接有9個帶DP總線卡的FC360變頻器。要使變頻器能夠用PLC通過Profibus來控制，變頻器也需要一定的參數(shù)設(shè)置才能實現(xiàn)，變頻器初始化后需要注意以下參數(shù)設(shè)置：

8-01 控制地點： 0，數(shù)字或者控制字

8-10 控制字格式：0，F(xiàn)C結(jié)構(gòu)

9-18 站號： 6 （若要在 9-18 節(jié)點地址中調(diào)整工作站地址，硬件開關(guān)必須被設(shè)為 126 或 127，即所有開關(guān)都設(shè)為“開”。否則，該參數(shù)將顯示開關(guān)的實際設(shè)置。）

按照一般的西門子PLC硬件組態(tài)組態(tài)PLC模塊硬件， 將 變 頻 器 連 接 到Profibus網(wǎng)絡(luò)上，并將其子站地址設(shè)置各個變頻器參數(shù)9-18中設(shè)置的地址值。最后需要組態(tài)FC360變頻器的通信區(qū)，選擇通信報文為“PPO Type2 Word consistent PCD”，STEP7軟件會在系統(tǒng)中自動給FC360變頻器分配I/O地址。

4.通過DP總線對變頻器的數(shù)據(jù)讀寫

在項目中選擇了組態(tài)FC360的通訊區(qū)類型為“PPO Type2 Word consistent PCD”。需在變頻器設(shè)置中將9-22設(shè)置為102。這種類型有4個字的PCV參數(shù)區(qū)，有6個字的PCD過程區(qū)。

4.1對PCV參數(shù)區(qū)寫參數(shù)值

對PCV參數(shù)區(qū)數(shù)據(jù)的訪問是同步通訊，即發(fā)一條信息，得到返回值后才能發(fā)第二條信息。PCV為四個字，定義如下：

A為常用值（1、2、3、6、7、8），其中：1：讀請求；2：寫請求（單字）；3：寫請求（雙字）；6：讀請求（有數(shù)據(jù)分組）；7：寫請求（有數(shù)據(jù)分組、單字）；8：寫請求（有數(shù)據(jù)分組、雙字）。

PN U為參數(shù)號，直接將數(shù)值轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制即可。B通常為0。C為參數(shù)索引選擇位，選擇數(shù)組參數(shù)所用的索引值。

以6號變頻器為例，PCV參數(shù)區(qū)寫地址為PQD352和PQD356。

將從電機(jī)的銘牌選擇電機(jī)的頻率值50HZ寫入?yún)?shù)1-23電動機(jī)頻率值，根據(jù)PCV的定義可以得到以下報文： PCA=207B，IDN=0000，PVA=0000，PVA=0032

然后在程序里面我們通過MOVE指令，將DW#16#207B0000寫入PQD352，將DW#16#32寫入PQD356，就完成了此次寫入?yún)?shù)的操作。

需要注意的是，通過DP總線寫完所有參數(shù)值后，還需對參數(shù)9-71（Profibus 保存數(shù)據(jù)值）中寫入數(shù)值1，將所選菜單的所有參數(shù)值存儲到非易失性存儲中。

4.2對PCD過程區(qū)參數(shù)的讀寫

PCD過程區(qū)中前2個字通常作為控制字、速度設(shè)定值或狀態(tài)字、速度實際值使用。后四個字可以根據(jù)具體要求，在FC360的參數(shù)9—16中設(shè)置，其含義為PCD讀設(shè)置。

丹佛斯的變頻器在組態(tài)后，讀和寫的第一個字和第二個字都已自動分配功能。寫的第一個字為控制字（平時給047c啟動），第二個字為參考值（給定速度）。讀的第一個字為狀態(tài)字，第二個字為總線參考值，其中讀的第一個字對應(yīng)參數(shù)9-16.0的設(shè)置，第二個字對應(yīng)9-16.1。如果要讀取其他的東西，需要從第三個字開始自己設(shè)置。

在組完態(tài)后，PLC會自動分配I地址和Q地址，Q地址是PLC寫給變頻器的比如047c就寫到Q地址，I地址是變頻器給PLC的，如果要讀取變頻器的一些數(shù)據(jù)，就用I地址。

這里以6號變頻器為例，在組態(tài)完成后有I地址（380-391），Q地址（360-371）

地址PIW380對應(yīng)讀的第一個字，參數(shù)上就對應(yīng)9-16.0，變頻器自動分配為1600控制字。地址PIW382對應(yīng)讀的第二個字，參數(shù)上對應(yīng)9-16.1，變頻器自動分配為1601參考值。依此類推，地址PIW384對應(yīng)參數(shù)9-16.2，我們設(shè)置為1614電動機(jī)電流；地址PIW386對應(yīng)參數(shù)9-16.3，設(shè)置為1612電動機(jī)電壓；地址PIW388對應(yīng)參數(shù)9-16.4，設(shè)置為1610功率；地址PIW390對應(yīng)參數(shù)9-16.5，設(shè)置為1613頻率。

地址PQW360對應(yīng)寫的第一個字，參數(shù)上對應(yīng)9-15.0，PLC向變頻器寫入控制字。地址PQW362對應(yīng)寫的第二個字，參數(shù)上對應(yīng)9-15.1，PLC向變頻器寫入給定速度。

通過以上的設(shè)置，我們就可以通過在PLC程序里直接對PCD區(qū)地址進(jìn)行讀寫，來實現(xiàn)對變頻器狀態(tài)的監(jiān)控和控制。

5.結(jié)束語

本文以濾棒儲存輸送裝置為例，介紹了FC360變頻器的外部接線方式和通過DP總線對變頻器進(jìn)行參數(shù)的讀寫以及對其進(jìn)行啟動停止的控制。這為解決因器件換型對已保有的設(shè)備所造成的設(shè)備維修保養(yǎng)困難和后續(xù)新設(shè)備的生產(chǎn)，提供了切實可行的應(yīng)用方案，具有比較強(qiáng)的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]SIMATIC S7-300/400系統(tǒng)、維護(hù)與編程綜合課程，西門子公司出版.

[2]VLT AutomationDrive FC360快速指南，丹佛斯公司出版，2013.08.

[3]VLT AutomationDrive FC360 設(shè)計指南，丹佛斯公司出版，2013.04.

[4]VLT AutomationDrive FC360 編程指南，丹佛斯公司出版，2013.11.