PLC控制系统采用PROFIBUS-DP技术实现变频器通讯控制的应用

PLC控制系统采用PROFIBUS-DP技术实现变频器通讯控制的应用

饶朝程,张鑫于

攀钢集团攀枝花钢钒有限公司  617067

摘  要：本文简要介绍了施耐德PLC控制系统，采用PROFIBUS-DP方式实现与西门子MM440变频器通讯控制的应用，并例举了施耐德PLC控制器通讯控制程序实例，PTQ通讯模板配置实例，及西门子MM440变频器通讯参数设置实例。

关键词：PROFIBUS-DP通讯技术  PTQ通讯模块  MM440变频器通讯参数设置

　引言

自动控制系统中，采用4个施耐德140CPU65150型PLC控制站，实现了配料混合系统、烧结冷却系统及其辅助系统、成品整粒系统及其运输、原燃料接受和循环加水等系统生产的全自动化控制。在烧结机、环冷机和配料皮带秤等重要调速控制设备中，采用了先进的PROFIBUS-DP数字通讯控制技术和西门子MM440变频器，实现了高精度数字调速控制。

　　1 PROFIBUS-DP通讯技术简介

PROFIBUS以ISO7498为基础，以OSI（open system interconnection）作为参考模型，定义了物理传输特性、总线存取协议和应用功能。其传输速率为 9.6kbps-12Mbps，最大传输距离在12Mbps时为100m，在1.5Mbps时为400m，可用中继器延长至10km。PROFIBUS-DP是专门为自动控制系统和设备分散的I/O之间进行的通讯而设计的。直接数据链路映像（DDLM）提供的用户接口，使得对数据链路层的存取变的简单方便，传输可使用RS- 485传输技术。

2 PROFIBUS-DP通讯硬件配置

2.1施耐德PLC控制站配置

在施耐德PLC控制站硬件配置中，利用施耐德unity pro XL4.0编程组态软件，对PLC控制站中电源模块、CPU模块、以太网通讯模块、I/O模块等进行了如下图的基本硬件配置，其中PTQ-PDPMV1为PROFIBUS-DP通讯模块，安装于控制站中第6槽。

图1 施耐德PLC控制站基本配置示意图

2.2 PTQ通讯模块配置

     PTQ-PDPMV1PROFIBUS DPV1 Master通讯模块是ProTalk公司为施耐德Quantum系列开发的第三方通讯组件，简称PTQ通讯模块。在PTQ通讯模块配置中，应完成PTQ通讯模块的配置和西门子MM440变频器的组态配置，并需将其下载的PTQ通讯模块存储器中。

①在PTQ-PDPMV1模块配置，使用ProSoft Configuration Builder (PCB)2.0软件进行设置：

A .Slot number (槽号)：6

B .input start register输入寄存器地址:1000

C .output start register输出寄存器地址:3000

其它参数使用缺省默认值。

②随后在组态配置MM440变频器的过程中，按要求先安装该变频器的GSD驱动文件si0280b5.gsd，设置PP0类型为PPO4(0PKW,6PZD(PPO4))其配置示意如下：

导出Unity变量参数对应表如下：

2.3 MM440变频器的配置

西门子MM440变频器实现PROFIBUS-DP通讯控制功能，配置安装PROFIBUS-DP通讯模块卡（6ES7972-0BB10-0XA0），并对变频器的主要通讯参数进行如下设置：

P0003=3(访问级别：专家级）           P2002.0(基准电流A)

P0700.0=2(就地端子起停）             P2002.1(基准电流A)

P0700.1=6（远程Profibus-DP)          P2003.0(基准转矩)

P0703.0=99(DI3切换：P0702=2)         P2003.1(基准转矩)

P081=722.2(DI3切换)                  P2004.0(基准功率W)

P0918(DP地址：根据IP设置）           P2004.1(基准功率W)

P1000.0=2(就地AI1速度）              P2051.0=52(状态字返回1)

P1000.1=6（远程Profibus-DP)          P2051.1=21(实际功率返回2)

P2000.0(基准频率HZ)                  P2051.2=27(实际功率返回3)

P2000.1(基准频率HZ)P2051.3=32(实际功率返回4)

P2001.0(基准电压V)P2001.1(基准电压V)

其中，参数P2051.1- P2051.3可根据实际需要更改。

3 通讯控制程序的应用

施耐德PLC控制站与西门子MM440变频器通讯控制程序的编程应用。

系统通讯硬件配置设置完成之后，在施耐德组态软件unity pro4.0中，PTQ通讯模块配置时提供的接口程序、参数编程组态。首先，将

PTQ导出的变量通过变量接口程序再导入PLC控制程序中，建立控制站中建立UNITY MEMORY MAP区，通过在MAP区地址，传递对各个变频器发出的指令并接受变频器反馈信息，从而完成建立信息通讯渠道。施耐德PLC控制程序导入PTQ配置后的接口功能块及变量示意图如下：

在完成对PTQ通讯模块的变量参数导入后，根据MM440变频器通讯控制字和状态字的定义，如下表：

确定的命令字和状态字，结合现场工艺对变频器的控制要求，编写的通讯功能块，如下示意图：

上图是两台变频器的通讯程序功能图，左图为工作柜，右图为备用柜。在图中，功能块VVW的功能定义为：

1 输入端

①CMDWORD-端是变频器的控制字输入端，通过输入不同的控制字实现变频器的启动、停止、正转、反转和变频器复位等功能。例如：启动（38015），停止（38014）等

②FREQWORD-为变频器的频率字输入端。

③STATUS-为变频器的状态字。

④FREQ-为变频器的频率字。

⑤CURRENT-为变频器的电流字。

⑥POWER-为变频器的功率字。

2 输出端

①VVWRUN-变频器正在运行。 

②VVWFAULT-变频器故障。

③VVWALARM-变频器报警。

④FREQ-变频器工作频率。

⑤CURRENT-为变频器工作的电流。

⑥POWER-为变频器的功率。

     以上是施耐德PLC控制程序与西门子MM440的PROFIBUS-DP数据通讯功能应用实例，在实际的运行过程控制中，需紧密配合电控程序实现操作控制。

5 总结

本文介绍了施耐德PLC控制系统采用PROFIBUS-DP技术实现西门子MM440通讯控制的实际应用，阐述了西门子MM440变频器实现DP通讯的硬件配置及通讯参数的基本设置，以及PTQ-PDPMV1模块的基本配置及变频器在该模块中的组态。在施耐德PLC控制站中，导入PTQ-PDPMV1模块的通讯配置参数，编程对各个变频器实现通讯控制的功能。通过PROFIBUS-DP技术的应用，实现了变频器故障报警自动复位功能，降低了人工劳动强度，缩短了故障处理时间，满足了生产对设备运行控制的更高的要求。

参考文献

1 《MM440变频器使用大全》                           西门子（中国）有限公司

2 《ptq_pdpmv1使用参考手册》                          PROsoft公司

3 《MM4_Profibus使用参考手册》                      西门子（中国）有限公司

4 《Profibus通信应用》                            郭杰琪

5 《Unity_Pro_语言和程序结构参考手册》             施耐德（中国）有限公司

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