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Profibus-DP通信在变频器6ES70上的应用
来源:电工技术  作者:佚名  2016-12-09 11:56:37

    摘要:本文结合实例介绍S7-300 PLC与西门子矢量变频器6SE70通过Profibus-DP通信的硬件组态、变频器的相关参数设置及软件编程。

    西门子6SE70系列书本型变频器是西门子公司采用矢量控制技术,结合诸多先进生产制造工艺推出的高性能变频器,带有现场总线接口和通信功能。Profibus-DP是一种开放式的现场总线通信协议,用于现场设备的数据传输。本文介绍粉焦刮板机系统中,Profibus-DP在变频器6SE70与西门子S7-300 PLC之间的应用。

    1 工艺概述
    在焦炉生产中,粉焦刮板机用于将熄焦循环水沉淀池中的粉焦刮到粉焦脱水台上。其控制系统采用西门子6SE70变频器及S7-300 PLC,整套系统具有操作简便、运行安全可靠、便于维护等特点。
    粉焦刮板机位于粉焦沉淀池上,刮板机系统控制对象包括行走电机、卷取电机、电动抱闸。行走电机、卷取电机包括正反转控制。
    系统工作过程:粉焦刮板机在起始位置时,刮板升降机构将刮板下降到沉淀池池底,行走驱动装置驱动小车前进,带动刮板刮沉淀池底的焦粉;粉焦刮板机行走到沉淀池斜坡时,刮板上升;粉焦刮板机继续前进至坡顶,刮板停止上升;粉焦刮板机前进至沥水槽平整位置端部,粉焦刮板机停止;刮板再次上升至初始位置,粉焦刮板机加速行走并返回至起始位置,然后往复循环动作。

    2 系统结构
    粉焦刮板机采用西门子S7-300系列PLC作为控制系统,通过PLC实现逻辑运算和顺序控制。整个系统硬件包括1个电源模块PS307 、 1个CPU模块CPU315-2DP、2个数字量输入模块SM321、 2个数字量输出模块SM322。
    卷取、行走电机分别由卷取、行走变频器来调速,行走变频器和卷取变频器选用西门子6SE70系列矢量控制变频器
    粉焦刮板机系统中2台变频器配备了CBP通信卡,安装于MasterDriver上,使之成为网络通信结点之一。PLC控制器为CPU315,集成了Profibus-DP现场总线接口及协
议,变频器和编码器与PLC之间的物理连接是通过Profibus-DP现场总线来实现的,在硬件组态界面中为变频器分配网络地址,其中行走变频器组态地址为3,该地址与现场变频器(变频参数P918. 1=3)的通信地址保持一致。变频器设定点的控制方式为Profibus(变频参数P368=6)。
    整个系统网络中,所有的站必须设定为相同的数据传输率,本系统传输率设为1. 5Mb/s。粉焦刮板机的PLC编程软件应用西门子Step7 V5. 5_CN版本。整个系统程序硬件组态如图1所示。


    3 通信及变频器参数
    3.1 Profibus-DP通信
    Profibus-DP是一种在主站和从站之间采用轮循方式的通信协议,6SE70系列变频器在Profibus-DP结构中,周期型通道的可用数据结构被定义为参数过程数据对象,且能用报文分别传送。报文监控时间为10ms(变频参数P695)。
    作为从站的变频器与PLC主站之间的通信是通过PP0来实现的:一方面通过PP0将控制字、频率设定值由PLC主站传送给从站的变频器,对变频器进行控制;另一方面通过PP0将状态字、实际值(频率、电流)由从站的变频器传送给PLC主站。
    粉焦刮板机系统的通信方式的设定:PP0 4。这种方式为0个PKW(读写参数区)和6个PZD(过程数据区),输入、输出都为6个PZD。变频器设置P60=7、 P53=3、允许CBP(Profibus)操作。
    PLC给变频器的控制字为第1个与第2个PZD,第3个输入的PZD为给变频器的主给定字。
    变频器给PLC的状态字为第1个与第2个PZD,第3个PZD为变频器反馈给PLC的实际输出频率的百分比值,第4个为变频器反馈给PLC的实际输出电流的百分比值。

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