冶金工程中變頻器與PLC通訊淺析

葛子建

（中冶長天國際工程有限責(zé)任公司電力分院 湖南長沙 410000）

冶金工程中變頻器與PLC通訊淺析

葛子建

（中冶長天國際工程有限責(zé)任公司電力分院 湖南長沙 410000）

引言

在冶金工程中，許多重要設(shè)備都采用變頻運(yùn)行方式，如燒結(jié)廠的環(huán)冷機(jī)、燒結(jié)機(jī)、九輥和圓輥，如選礦廠的圓盤給料機(jī)、水泵和渣漿泵等。市場上主流的變頻器品牌，如施耐德、ABB、AB和西門子等，在傳統(tǒng)的DI、DO通道控制之外，還設(shè)有PROFIBUS，ETHERNET等通訊接口或通訊模塊，提供了另一種變頻器控制方法：變頻器與PLC通訊。本文以西門子CU240-2系統(tǒng)控制單元為例，對(duì)變頻器與PLC通訊進(jìn)行淺析。

1 預(yù)定義接口宏概述

為滿足不同的接口定義，西門子控制單元提供了多種預(yù)定義接口宏，每種宏對(duì)應(yīng)著一種接線方式。選擇其中一種宏后變頻器會(huì)自動(dòng)設(shè)置與其接線方式相對(duì)應(yīng)的一些參數(shù)，這樣極大方便了用戶的快速調(diào)試。

表1

設(shè)置預(yù)設(shè)宏或自定義宏后，在PLC中寫入狀態(tài)字，通過通訊傳給變頻器，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的起?？刂疲ㄟ^通訊讀會(huì)變頻器的狀態(tài)字，可在PLC中判斷變頻器的運(yùn)行和故障狀態(tài)。

2 報(bào)文結(jié)構(gòu)及控制字和狀態(tài)字

報(bào)文結(jié)構(gòu)如表2。

表2

控制字具體設(shè)置如表3。

以報(bào)文20為例，要實(shí)現(xiàn)變頻器的正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，從15位到0位設(shè)定為0000 0100 0111 1111，轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制即047F，將此控制字由PLC通訊至變頻器，便可實(shí)現(xiàn)變頻器拖動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行。如要實(shí)現(xiàn)變頻器反轉(zhuǎn)啟動(dòng)，則將第11位由0改為1，即0000 1100 0111 1111，轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制即

0C7F，發(fā)送該控制字，即可實(shí)現(xiàn)變頻器拖動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行。通過在PLC中輸入不同控制字，通訊至變頻器，便可實(shí)現(xiàn)變頻器的多種功能，如047E可實(shí)現(xiàn)變頻器停車，04FE可實(shí)現(xiàn)變頻器故障復(fù)位。

變頻器狀態(tài)字具體含義如表4。

將變頻器發(fā)送的狀態(tài)字，在PLC讀出，可根據(jù)每一個(gè)字節(jié)的數(shù)值，清楚的知道變頻器的運(yùn)行狀態(tài)，且可以通過控制字設(shè)定變頻器運(yùn)行頻率，可在狀態(tài)字中讀出變頻器實(shí)際轉(zhuǎn)速、實(shí)際電流、實(shí)際轉(zhuǎn)矩、有功功率和故障狀態(tài)等信息。

3 與傳統(tǒng)控制方式比較

優(yōu)點(diǎn)：傳統(tǒng)控制方式主要是通過變頻器的DO、DI通道信號(hào)變化從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的起?？刂坪妥x取變頻器起停狀態(tài)，通過變頻器的AI、AO通道設(shè)定和讀回變頻器的頻率。此方法占用通道較多，接線比較復(fù)雜，且往往需要中間繼電器中轉(zhuǎn)信號(hào)，增加了故障點(diǎn)。如要實(shí)現(xiàn)變頻器的正反轉(zhuǎn)，并確定是否允許PLC控制，至少要占用3個(gè)DI通道，如要讀取變頻器是否故障，運(yùn)行狀態(tài)，則需要占用2個(gè)DO通道。與之相比，利用變頻器與PLC通訊，只需要一根DP通訊線，一個(gè)16位的控制字，就可以實(shí)現(xiàn)所有的控制，讀回的狀態(tài)字，信息內(nèi)容則更加豐富，控制和獲得反饋參數(shù)的操作十分簡單便捷。

表3

表4

缺點(diǎn)：若通訊線路出現(xiàn)干擾或PLC故障，便無法對(duì)變頻器實(shí)現(xiàn)控制功能，也無法獲取變頻器狀態(tài)。

4 結(jié)論

如果傳統(tǒng)控制方式和變頻器、PLC通訊方式同時(shí)采用，傳統(tǒng)通道控制作為變頻器通訊控制的備用，既能跟便捷的控制變頻器，獲取跟豐富的變頻器參數(shù)，又能在通訊不可靠的情況下，保證變頻設(shè)備能運(yùn)用傳統(tǒng)控制方式起停。對(duì)重要變頻設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，是雙重保障。

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2016）12-0103-02

2016-4-10

葛子建（1983-），男，工程師，主要從事電力設(shè)計(jì)工作。