PROFIdrive是应用在驱动技术上的PROFIBUS和PROFINET行规,它广泛应用在生产和过程自动化领域。
PROFIdrive不受使用的总线系统(PROFIBUS,PROFINET)的影响。
说明
适用于驱动技术的PROFINET在以下文档中确定了标准并加以说明:
应用在驱动技术的PROFIBUS行规PROFIdrive,版本V4.1,PROFIBUS用户组织(已注册登记的组织)于2006年5月出版。
Haid-und-Neu-StraBe 7,D-76131 Karlsruhe,http://www.profibus.com订货号3.172,规格参见第6章IEC 61800-7。
1.PROFIdrive设备等级
PROFIdrive设备等级见表9-1。
表9-1 PROFIdrive设备等级
2.控制器、监视器和驱动设备的特性
控制器、监视器和驱动设备的特性见表9-2。
表9-2 控制器、监视器和驱动设备的特性
(1)驱动设备(PROFIBUS:从站,PROFINET IO:IO设备)
示例:控制单元CU320-2。
(2)控制器(PROFIBUS:主站等级1,PROFINET IO:IO控制器)
这是一个典型的上级控制器,其中运行了自动化程序。
示例:SIMATIC S7和SIMOTION。
(3)监视器(PROFIBUS:主站等级2,PROFINET IO:IO监视器)
在总线持续运行中,用于配置、调试、操作和显示的装置,以及与驱动设备、控制器非循环通信的装置。
示例:编程装置、操作和显示装置。
3.通信服务
在PROFIdrive协议中定义了“循环数据交换”和“非循环数据交换”这两种通信服务。
(1)通过循环数据通道进行循环数据交换
运动控制系统运行中需要循环更新的数据用于开环和闭环控制。这些数据必须作为设定值发送至驱动设备,或作为驱动设备实际值传输。通常对此类数据传输有苛刻的时间要求。
(2)通过非循环通道进行非循环数据传输
除此之外,也可使用非循环参数通道进行控制系统/监视器和驱动设备之间的数据交换。对此类数据的存取无苛刻时间要求。
(3)报警通道
报警以事件控制的方式输出,并会显示故障状态的出现和消除。
4.接口IF1和IF2
控制单元CU320-2可通过两个独立的接口(IF1和IF2)通信。IF1和IF2的特性见表9-3。
表9-3 IF1和IF2的特性(www.xing528.com)
说明
接口IF1和IF2的详细信息请参见本书“通信接口同时运行”章节。
5.应用等级
针对实际应用流程的不同范围和类型,提供了不同应用等级的PROFIdrive。在PROFId-rive中一共分6个应用等级,下文会介绍其中的4个。
(1)应用等级1(标准驱动)
在最简单的应用中,驱动装置由PROFIBUS/PROFINET传送的转速设定值控制。整个转速控制在驱动控制器中进行。典型应用:控制水泵和风扇的简易变频器。
应用等级1如图9-1所示,
(2)应用等级2(带工艺功能的标准驱动)
此处整个流程被分为多个子流程,并分布在驱动装置上。自动化功能不再仅仅由中央自动化设备执行,各个驱动控制器也负责执行。
当然这种结构的前提是各个方向都能够进行通信,其中包括各个驱动控制器之间工艺功能的相互通信。实际应用有:设定值级联、物料连续运行的卷取机驱动和转速同步应用。
应用等级2如图9-2所示。
(3)应用等级3(定位运行)
此处,除了驱动闭环控制外,驱动装置还具有位置闭环控制。因此,在上级控制系统上运行工艺流程时,驱动装置可以作为自控的简易定位驱动工作。定位任务可以通过PROFI-BUS/PROFINET传送到该驱动控制器并起动。定位驱动的应用非常广泛,例如:在向瓶中注入液体时拧紧或松开瓶盖,或在薄膜切割机上定位刀片。
应用等级3如图9-3所示。
(4)应用等级4(中央运动控制)
该应用等级定义了一种转速设定值接口:转速控制在驱动装置中,位置控制在控制系统中,它通常应用在机器人和机床上,此时需要多个驱动装置协调运行。
图9-1 应用等级1
图9-2 应用等级2
图9-3 应用等级3
运动控制主要由中央数控系统CNC实现。位置环通过总线连接。控制系统中的位置控制周期和驱动装置中的控制器周期需要实现等时同步,PROFIBUS DP和PROFINET IO IRT可提供该功能。
应用等级4如图9-4所示。
图9-4 应用等级4
6.根据应用等级选择报文
可以根据应用等级选择表9-4中列出的报文,标准报文根据PROFIdrive协议构建。过程数据的内部互连根据设置的报文编号自动进行。通过参数p0922可设置以下标准报文。
表9-4 根据应用等级选择报文
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