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PLC与变频器DP通信的组态与编程优化建议

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:G120是模块化通用的低压变频器,主要由功率模块和控制单元组成。DP主站发送请求报文,变频器收到后处理请求,并将处理结果立即返回给主站。然后将16#047F写入MW30,变频器控制字的第0位由0变为1,产生一个上升沿,变频器被起动,电动机转速上升后在750rpm附近小幅度波动。变频器接收到控制字和转速设定值后,马上向PL

PLC与变频器DP通信的组态与编程优化建议

1.用DP总线监控G120变频器

西门子的SINAMICS系列驱动器包括低压、中压变频器和直流调速产品。所有的SI-NAMICS驱动器均基于相同的硬件平台和软件平台。

G120是模块化通用的低压变频器,主要由功率模块和控制单元组成。控制单元CU240B-2DP、CU240E-2DP、CU240E-2DP F有集成的DP接口,支持基于PROFIBUS-DP的周期性过程数据交换和变频器参数访问。本节介绍S7-300通过DP通信,控制G120 CU240E-2DP的起停、调速以及读取变频器的状态和电动机的实际转速的方法。

DP主站发送请求报文,变频器收到后处理请求,并将处理结果立即返回给主站。主站通过周期性过程数据交换,将控制字和主设定值字发送给变频器,变频器接收到后立即将状态字和实际转速返回给DP主站。

2.组态主站和PROFIBUS网络

在STEP 7中用新建项目向导创建一个项目(见随书光盘中的例程Convert),CPU模块为CPU 315-2DP。选中SIMATIC管理器的300站点,单击右边窗口的“硬件”图标,打开硬件组态工具(见图6-20),将电源模块信号模块插入机架。生成一条PROFIBUS-DP网络,CPU 315-2DP为DP主站,站地址为2。

3.生成G120变频器从站

如果已经安装了STEP 7和西门子变频器的监控软件STARTER,则无需安装G120的GSD文件。如果没有安装STARTER,需要安装随书光盘的Project文件夹中G120的GSD文件SI03817B.GSE,GSE是英语的GSD文件的简称,SI817B_N.BMP是从站的图形文件。

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图6-20 组态变频器从站

安装好GSD文件之后,双击打开硬件目录中的文件夹“\PROFIBUS DP\Additional Field Devices\Drives\SINAMICS”(见图6-20),将其中的“SINAMICS G120 CU240x-2DP(F)V4.7”拖放到DP网络上。在自动打开的“属性-PROFIBUS接口”对话框中,设置从站地址为3。

4.变频器的通信报文选择

“SINAMICS G120 CU240x-2DP(F)V4.7”文件夹列出了可以选用的报文。选中硬件组态窗口中的变频器,就像将模块插入ET 200M的插槽一样,将图6-20中的“Standard tele-gram 1,PZD-2/2”(标准报文1)拖放到下面窗口的1号槽。可以看到自动分配给变频器的两个字的过程数据(PZD)输入地址和两个字的PZD输出地址。通信被启动时主站将控制字和转速设定值字发送给变频器,变频器接收到后立即返回状态字和滤波后的转速实际值字。标准报文1相当于西门子老系列变频器的报文PPO 3。

除了标准报文1,也可以采用标准报文20(即图6-20中的Standard telegram 20,PZD-2/6),它的两个PZD输出字是控制字和转速设定值字,6个PZD输入字分别是状态字、滤波后的转速实际值、滤波后的电流实际值、当前转矩、当前有功功率和故障字。

5.设置变频器与通信有关的参数

可以用变频器上的DIP开关来设置PROFIBUS地址,如果所有的DIP开关都被设置为on或off状态,用参数P918设置PROFIBUS地址,DIP开关设置的其他地址优先。组态时设置的站地址应与用DIP开关设置的站地址相同。

将变频器的参数P10设为1(快速调试),P0015设为6(执行接口宏程序6),然后设置P10为0。宏程序6(PROFIBUS控制,预留两项安全功能)自动设置的变频器参数见表6-3。

表6-3 宏程序6自动设置的变频器参数

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参数P2000(参考转速)设置的转速对应于第二个过程数据字PZD2(转速设定值)的值16#4000,参考转速一般设为50Hz对应的浮点数格式的电机同步转速,P2000的出厂设置为1500.0rpm。

【例6-1】用P2000设置的参考转速为1500.0rpm。如果转速设定值为750.0rpm,试确定PZD2(主设定值)的值。

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6.变频器的控制字与状态字

控制字1各位的意义见表6-4,状态字1各位的意义见表6-5。(www.xing528.com)

表6-4 过程数据中的控制字1(标准报文20之外的其他报文)

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表6-5 过程数据中的状态字1(标准报文20之外的其他报文)

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7.读写过程数据区的程序

双击图6-20下面窗口的1号槽,打开DP从站属性对话框。数据的单位为字,一致性为“总长度”(即图6-28中的“全部”)。因为是灰色的字和背景色,不能修改一致性属性。主站需要调用SFC15和SFC14发送和接收数据(见6.4.3节)。图6-21是OB1中的程序,LADDR(过程数据的输入/输出起始地址)为W#16#100(即256,见图6-20)。在M0.1为1状态时调用SFC15,将MW30和MW32中的控制字和转速设定值打包后发送;调用SFC14,将接收到的状态字和转速实际值解包后保存到MW34和MW36。

8.PLC监控变频器的实验

PLC与变频器的DP通信不能仿真,只能做硬件实验。设置好变频器的参数,将项目Convert的程序和组态数据下载到CPU 315-2DP后运行程序。用变量表监控十六进制格式的过程数据字MW30~MW36(见图6-22)。

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图6-21 OB1中的程序

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图6-22 用变量表监控过程数据PZD

(1)电动机起动

控制字的第10位必须为1,表示变频器用PLC控制。对于4极电动机,设置参考转速P2000为1500.0rpm。启动变量表的监控功能,将控制字16#047E、转速设定值16#2000(750.0rpm)和1(true)分别写入MW30、MW32和M0.1的“修改数值”列。单击工具栏上的 978-7-111-54209-4-Chapter06-31.jpg 按钮,M0.1变为1状态,设置的数据被写入MW30和MW32,SFC15将它们打包后发送给变频器,使变频器运行准备就绪。

然后将16#047F写入MW30,变频器控制字的第0位由0变为1,产生一个上升沿,变频器被起动,电动机转速上升后在750rpm附近小幅度波动。

变频器接收到控制字和转速设定值后,马上向PLC发送状态字和转速实际值。CPU接收到数据后,SFC14将数据解包并保存到MW34和MW36。

(2)电动机停机

将16#047E写入MW30,控制字的第0位(OFF1)变为0状态,电动机按P1121设置的斜坡下降时间减速后停机。停机后的状态字为16#EB31,转速为0。

在变频器运行时,将16#047C写入MW30,控制字的第1位(OFF2)为0状态,电动机惯性自由停车。在变频器运行时,将16#047A写入MW30,控制字的第2位(OFF3)为0状态,电动机快速停车。

(3)调整电动机的转速和改变电动机的旋转方向

用变量表将新的转速设定值写入MW32,将会改变电动机的转速。先后将控制字16 047E和16#0C7F写入MW30,因为16#0C7F的第11位为1,所以电动机反向起动。

有故障时将控制字16#04FE(第7位为1)写入MW30,变频器故障被确认。

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