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1．系統(tǒng)配置及通信協(xié)議

(1)系統(tǒng)配置

圖6-50為利用西門子公司和ABB公司的相關(guān)產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)的全數(shù)字交流調(diào)速系統(tǒng)在Profbus-DP網(wǎng)中的通信網(wǎng)絡(luò)配置圖，其中PLC為西門子公司的SIMATICS7-315-2DP，變頻器為ACS600系列，NPBA-12為與變頻器配套的通信適配器。編程軟件為STEP7V5.2，用于對(duì)S7-300 PLC進(jìn)行編程和對(duì)Profibus-DP網(wǎng)進(jìn)行組態(tài)和通信配置。上位機(jī)采用Wincc5.1進(jìn)行畫面編程和操作。

圖6-50 Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)配置圖

    (2)通信協(xié)議

    在本系統(tǒng)中，S7-300 PLC作為主站，變頻器作為從站時(shí)，主站向變頻器傳送運(yùn)行指令，同時(shí)接收變頻器反饋的運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警狀態(tài)信號(hào)。變頻器與NPBA-12通信適配器模塊相連，接入Profibus-DP網(wǎng)中作為從站，接受從主站SIMATICS7-315-2DP的控制。NPBA-12通信適配器模塊將從Profibus-DP網(wǎng)中接收到的過(guò)程數(shù)據(jù)存入雙向RAM中，在變頻器端的雙向RAM中可通過(guò)被編址參數(shù)排序，向變頻器寫入控制字、設(shè)置值，或讀出實(shí)際值、診斷信息等參量。變頻器現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)若從軟件角度看，其核心內(nèi)容是現(xiàn)場(chǎng)總線的通信協(xié)議。Profibus-DP通信協(xié)議的數(shù)據(jù)報(bào)文結(jié)構(gòu)分為協(xié)議頭、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和協(xié)議層。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)即PPO，包括參數(shù)值PKW及過(guò)程數(shù)據(jù)PZD。參數(shù)值PKW是變頻器運(yùn)行時(shí)要定義的一些功能碼；過(guò)程數(shù)據(jù)PZD是變頻器運(yùn)行過(guò)程中要輸入／輸出的一些數(shù)據(jù)值，如頻率給定值、速度反饋值、電流反饋值等。

    Profibus-DP共有兩種類型的網(wǎng)絡(luò)PPO: -類是無(wú)PKW而有2個(gè)字或6個(gè)字的PZD，另一類是有PKW且還有2個(gè)字、6個(gè)字或10個(gè)字的PZD。將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)這樣分類定義的目的是為了完成不同的任務(wù)，即PKW的傳輸與PZD的傳輸互不影響，各自獨(dú)立工作，從而使變頻器能夠按照上一級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的指令運(yùn)行。

    2．STEP7項(xiàng)目系統(tǒng)的組態(tài)及通信編程

    ①使用STEP7V5.2組態(tài)軟件，進(jìn)入HardwareConfigure，完成S7-300 PLC硬件組態(tài)。

    ②選定S7-315-2DP為主站系統(tǒng)，將NPBA-12的GSD（設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)）文件導(dǎo)入STEP7的編程環(huán)境中，軟件組態(tài)NPBA-12到以S7-315-2DP為主站的DP網(wǎng)上，并選定使用的PPO類型。本設(shè)計(jì)使用PP04，設(shè)定站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址。在變頻傳動(dòng)裝置Profibus-DP的結(jié)構(gòu)中，ABB變頻器使用Profibus-DP通信模塊（NPBA-12）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，主要是周期性的，從從站讀取輸入信息并把輸出信息反送給從站。因此，需要在PLC主程序中調(diào)用兩個(gè)系統(tǒng)功能塊SFC14和SFC15來(lái)讀寫這些數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的通信控制。

    ③在PLC主程序中建立一個(gè)數(shù)據(jù)塊，用于與變頻器的數(shù)據(jù)通信；在PLC主程序中建立一變量表，用于觀測(cè)實(shí)時(shí)通信效果。

    3．變頻器的運(yùn)行設(shè)置

變頻器與PLC應(yīng)用Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線連成網(wǎng)絡(luò)后，除在PLC自動(dòng)化系統(tǒng)中進(jìn)行編程外，在每個(gè)變頻器上也要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)置。連接好通信電纜后，啟動(dòng)變頻器，對(duì)變頻器的通信參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

    (1)基本設(shè)置

    ①51.01參數(shù)用于顯示由傳動(dòng)裝置檢測(cè)到的模塊型號(hào)，用戶不可調(diào)整其參數(shù)值。如果本參數(shù)沒(méi)有定義，則不能在模塊與傳動(dòng)裝置之間建立通信。

    ②51.02參數(shù)用于選擇通信協(xié)議，為“0”時(shí)表示選擇Profibus-DP通信協(xié)議。

    ③51.03參數(shù)用于為Profibus-DP連接選擇PPO類型， “3”為PP04，變頻器上的PPO類型應(yīng)與PLC上組態(tài)的PPO類型一致。

    ④51.04參數(shù)用于定義設(shè)備地址號(hào)，即變頻器的站點(diǎn)地址。在Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)上的每一臺(tái)設(shè)備都必須有一個(gè)單獨(dú)的地址。

    (2)過(guò)程參數(shù)的連接

    過(guò)程參數(shù)互聯(lián)完成NPBA-12雙端口RAM連接器與變頻器相應(yīng)參數(shù)的定義和連接，包括主站(PLC)到變頻器的連接和變頻器到主站(PLC)的連接兩部分。在變頻器上設(shè)定下列連接參數(shù)。

    ①?gòu)?FONT face="Times New Roman">PLC發(fā)送到傳動(dòng)裝置變頻器的PZD值。

    IPZD1 -控制字，如變頻器的啟動(dòng)使能、停止、急停等控制命令。

    IPZD2 -變頻器的頻率設(shè)定值。

    ②從傳動(dòng)裝置變頻器發(fā)送到PLC的PZD值。

    IPZD1 -狀態(tài)字，如報(bào)警、故障等變頻器運(yùn)行狀態(tài)。

IPZD2 -變頻器的速度實(shí)際值、電流實(shí)際值等。