基于過程現場總線技術的群控系統
2Profibus-DP的變頻器控制系統網絡及通訊協議
西門子6SE70系列變頻器的Profibus-DP通訊卡為CBP,插在變頻器中,由基本裝置提供電源。CBP有1個9針D型插座用于連接到Profibus-DP系統中去。
在本系統中,上一級自動化系統作為主站,變頻器作為從站工作時,主站向變頻器傳送運行指令,同時接受變頻器反饋回來的運行狀態及故障報警狀態。
變頻器現場總線控制系統若從軟件角度看,其核心內容是現場總線的通訊協議。Profibus-DP的通訊協議的數據電報結構分為協議頭、網絡數據和協議層。網絡數據即PPO包括參數值PKW及過程數據PZD,參數值PKW是變頻器運行時要定義的一些功能碼,如最大頻率,加/減速時間、基本頻率等。過程數據PZD是變頻器運行過程中要輸入/輸出的一些數據值,如頻率給定值,速度反饋值、電流反饋值等。Profibus-DP共有2類5種類型的PPO:一類是無PKW而有2個字或6個字的PZD,另一類是有PKW且還有2個字、6個字或10個字的PZD。將網絡數據這樣分類定義的目的是為了完成不同的任務,即PKW的傳輸與PZD的傳輸互不影響,均各自獨立工作,從而使變頻器能夠按照上一級自動化系統的指令運行。
3變頻器運行設置
變頻器群控系統應用現場總線連成網絡后,除了在上一級自動化系統進行編程外,在每個變頻器上也要進行適當的參數設置。
3.1變頻器的基本設置
其中P053、P060、P711-P721,P918是變頻器的功能碼。這些功能碼必須經過設定后,變頻器才能和上一級自動化系統進行數據交換,完成電機調速功能。
3.2過程數據PZD的連接
變頻器運行時,只有將頻率設定值和速度實際值與實際的控制通道連接起來,變頻器才能按照主站的指令運行,同時將實際值反饋到主站。系統工作時,CBP將接收到的數據存儲在自身的內存中,然后通過模擬量連接器,將每一個過程數據PZDi(i=1-10)與控制通道連接起來。例如過程數據PZD2通過模擬量連接器K3002作為頻率主設定。
PKW:參數標識值;PZD:過程數值;STW:控制字;
HSW:主設定值;HIW:主實設際值
在圖3中K3001-K3010為16位單字模擬量連接器;KK3032、KK3035、KK3036為32位雙字模擬量連接器,B3100-B3115為開關量連接器,用于連接PZD的第1個字。P734是用于選擇狀態實際值連接量的功能碼,P554是用于選擇變頻器啟動和停止功能連接量的功能碼。在變頻器上,主給定控制通道所設定為:P554.1=B3100(控制字0位)、P555.1=B3101(控制字1位)、P443.1=B3102(主設定)、P588.1=3411(控制字28位),實際值控制通道的設定為P734.1=K032(狀態字1)、P734.2=KK151(實際速度值)P734.4=K033(狀態字2)。變頻器通過上述設置后,即可按照上一級自動化系統的要求運行。
4結語
變頻器群控系統采用了Profibus-DP現場總線控制模式后,不但整個系統可靠性強,操作簡便,而且可根據工藝需要進行靈活的功能修改。該控制系統在安鋼應用以后,運行效果良好,為冶金設備裝備現代化,自動化提供了一個成功范例。相信隨著數字化和網絡化時代的到來,該系統推廣應用的前景,將越來越廣闊。
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