淺談西門子PLC與三菱變頻器通訊的實(shí)現(xiàn)

栗小寬

摘 要：隨著電子產(chǎn)品和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，在自動(dòng)化控制過程中需要不同公司的產(chǎn)品能夠共同集成在同一個(gè)系統(tǒng)中，這就要求不同公司產(chǎn)品之間要有很好的兼容性，特別是以PLC為控制中心，以現(xiàn)場總線為連接手段對已有的系統(tǒng)改造時(shí)，更需要考慮這些。該文以三菱公司的FR-A700變頻器為基礎(chǔ)，介紹西門子S7-300 PLC與FR-A700在Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)中通訊的一些技術(shù)細(xì)節(jié)，在此介紹了變頻器的設(shè)定、GSD文件的安裝，以及PLC梯形圖的編程，它在筆者所參與的自動(dòng)生產(chǎn)線改造設(shè)計(jì)調(diào)試中得到論證。

關(guān)鍵詞：變頻器 PLC 工業(yè)總線 GSD

中圖分類號：TN773 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0123-02

在現(xiàn)代工業(yè)控制中，出于控制過程的要求，對電動(dòng)機(jī)速度的控制要求有原來的多段調(diào)速變成了無極調(diào)速，而實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速的最好手段就是使用變頻器來控制電機(jī)，電機(jī)的速度要求是由生產(chǎn)過程決定的。現(xiàn)在控制生產(chǎn)過程一般都采用上位機(jī)作為監(jiān)控手段，用PLC加現(xiàn)場總線的方式來實(shí)現(xiàn)。文章介紹西門子S7-300/400 PLC作為主站，采用三菱變頻器作為從站，采用Profibus-DP現(xiàn)場總線連接設(shè)備，對技術(shù)細(xì)節(jié)做比較深入的探討。

1 硬件系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1 系統(tǒng)由三部分構(gòu)成

上位機(jī)：硬件由工業(yè)用計(jì)算機(jī)構(gòu)成，監(jiān)控軟件由組態(tài)王或西門子組態(tài)軟件組成。

控制部分：由西門子S7-300 PLC構(gòu)成。

執(zhí)行部分：由變頻器和通訊卡組成。

1.2 系統(tǒng)的連接

上位機(jī)和PLC之間通過MPI連接，PLC和變頻器之間由PROFIBUS-DP工業(yè)總線通過適配卡FR-A5NP連接，再由變頻器控制電機(jī)。

1.3 三菱變頻器同PROFIBUS-DP的硬件連接

三菱FR-A700和FR-F700系列變頻器是通過型號為FR-A7NP的通訊選件實(shí)現(xiàn)的，在系統(tǒng)中，PLC作為網(wǎng)絡(luò)的主站，由主站向變頻器發(fā)送各種命令，同時(shí)主站從變頻器讀取相關(guān)信息。此時(shí)要對FR-A7NP通訊選件進(jìn)行站號設(shè)置，使用FR-A7NP上的節(jié)點(diǎn)地址開關(guān)可在0H～7DH（16進(jìn)制）之間設(shè)定節(jié)點(diǎn)地址，變頻器復(fù)位或下次開機(jī)時(shí)此設(shè)定生效.接線時(shí)要選用標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS電纜，則需將紅色線（Pin3，B）接D+，綠色線（Pin8，A）接D-。

2 變頻器數(shù)據(jù)通訊的實(shí)現(xiàn)

2.1 參數(shù)設(shè)置

變頻器在和PLC通訊之前，要對變頻器的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，首先要設(shè)定FR-A7AP卡上的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址，這個(gè)要與step 7硬件組態(tài)中設(shè)置的地址一致，這個(gè)設(shè)定是通過FR-A7AN上sw3、sw1兩個(gè)旋鈕開關(guān)來實(shí)現(xiàn)的。變頻器的網(wǎng)絡(luò)通信有一些主要的參數(shù)，它們是通過FR-A700的操作面板實(shí)現(xiàn)的。變頻器的Pr.340設(shè)置為1；Pr.79根據(jù)情況可設(shè)定為0、2或者6；Pr.338、Pr.339、Pr342、Pr349、Pr500以及Pr550也要根據(jù)情況進(jìn)行設(shè)定。

2.2 profibus通訊協(xié)議中PP0（parameter process object）的介紹

對于變頻器等調(diào)速驅(qū)動(dòng)設(shè)備，制定有變速驅(qū)動(dòng)規(guī)范，在周期型通道中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被稱為參數(shù)過程數(shù)據(jù)對象PP0（parameter process object）。這個(gè)通道被定義為標(biāo)準(zhǔn)通道，變速驅(qū)動(dòng)行規(guī)對PP0的結(jié)構(gòu)、長度做了詳細(xì)的規(guī)定，常用的參數(shù)過程數(shù)據(jù)對象PP0一共有5種類型，在此由于篇幅有限僅介紹PP0type 2的格式。PP0type2的格式如圖1所示。

2.3 變頻器正反等多種運(yùn)行STW說明

3 西門子PLC中GSD文件的安裝及編程

3.1 安裝GSD文件和硬件配置

FR-A7NP的GSD文件是melc08fa.gsd，從代理商或官網(wǎng)上得到此文件后進(jìn)行安裝，打開Step 7軟件，建立項(xiàng)目；新建項(xiàng)目后，插入S7-300站點(diǎn)，進(jìn)行硬件配置，在硬件配置時(shí)首先進(jìn)行GSD文件安裝。而后選安裝底板，在第一槽選擇電源模塊，在第二槽選擇帶Profibus-DP的CPU模塊，進(jìn)行總線安裝，并選擇變頻器安裝.

3.2 程序的編制

硬件配置好后，就可以進(jìn)入編程環(huán)節(jié)，在OB1中用梯形圖編程方法就可實(shí)現(xiàn)總線對變頻器的正反停控制。

4 結(jié)語

隨著工業(yè)自動(dòng)化的不斷發(fā)展，總線技術(shù)會(huì)廣泛的應(yīng)用于各種領(lǐng)域，各種不同廠家的產(chǎn)品會(huì)通過總線技術(shù)達(dá)到進(jìn)一步完美的結(jié)合。

參考文獻(xiàn)

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