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变频器在现场总线控制系统中的应用

变频器在现场总线控制系统中的应用

点击数:7296 次   录入时间:03-04 11:42:13   整理:http://www.55dianzi.com   应用案例

现场总线是近几年迅速发展起来的一种工业数据总线,是一种串行、双向的数字数据通信系统,是应用在生产现场,测量、控制设备之间形成开放型测控网络的新技术。它广泛应用于工业生产过程,可实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及管理、控制一体化的综合自动化功能。

    目前,已经成熟并对工业自动化进程有很大影响的现场总线要求有ProfibusLonworksFFCAN等。其中Profibus总线是我国引进比较早,最为流行的现场总线技术之一,广泛应用于工业、电力、能源、交通等自动化领域。它是符合德国标准DIN19245和欧洲标准EN50170,也是在20001月由国际电工委员会(IEC)所确定的用于工业控制系统的IEC61158标准中,通过的8个现场总线标准之一。Profibus是一种国际化、开放式不依赖于生产厂商的现场总线,根据应用的特点分为Profibus DPProfibus - FMSProfibus - PA3个兼容版本。其中Profibus - DP是一种经过优化的高速通信连接,专为自动控制系统和设备级分散i/o之间的通信设计的,可用于分布式控制系统的高速数据传输,其传输速率可达12Mbit/s,一般构成单主站系统。该系统分为主站和从站,DP主站是中央控制器,它在预定的信息周期内与分散的从站交换信息。典型的主站设备包括可编程序控制器(容量大一些)和个人计算机。从站为外围设备,典型的从站包括输入输出设备、控制器、驱动器和测量变送器。它们没有总线控制权,对接收到的信息给予确认或当主站发出请求时向主站发送信息。变频器加上配套的通信模块(俗称DP头)就可以成为一个从站(总线上的一个节点),执行整个系统分配的控制“任务”。

    图5 -24所示是Profibus - DP控制系统的拓扑结构图,其中各部分的配置及功能如下:

    (1)上位机。本系统采用研华工控制机作为上位机,通过CP5611接口卡使工控机与现场总线连接组成完整的控制网络系统,能完成组态、运行、操作等功能。上位机安装西门子公司提供的STEP7V5.2编程软件,用来对变频器从站及其他从站分配地址,定义数据格式,设置参数等。

5-24   Profibus DP控制系统拓扑结构

    (2) Simatic S7 - 300主站。作为DP主站,CPU位于控制中心。本系统选用CPU315 - 2DP模块化PLC,它集成了Profibus DP现场总线接口装置,具有强大的处理能力,PLC程序在上位机STEP7中编制完成后下载到CPU315 2DP并存储,CPU可自动运行该程序,根据程序内容读取总线上的所有I/()模块的状态字,控制相应设备。

    (3)从站(Slaue AB)。从站A中,选用西门子公司MM440系列交流变频器,6ES400 -1PB00为与之配套的通信模块。从站B中,SIMOREGK6RA24为直流变频器,CB24为与之配套的通信处理器。当S7 - 300S7 - 400作为Profibus - DP网络主站时,可分别带这样的从站( Slave) 32个,如加中继器最多可达127个。西门子公司的这类交、直流变频器(变流器)产品,可对电机进行开环或闭环控制。通过通信模块将从Profibus网中接收到的数据存入双向RAM中的每一个字都编址,通过被编址的参数对从站进行排序,同时可向变频器(变流器)写入控制指令、设置值和读出实际值、诊断信息等参数。

    (4)分布式1/0 ET200MET200M是一种模块的分布式I/O站,通过IM - 153接口与Profibus DP现场总线连接。对于西门子STEP7开发平台,在ET200M上分散1/0节点的地址排布与传统集中式的地址排布一致,所以编程时和编制集中式控制程序一样,而且分散I/O的模块地址可以根据用户需要而改变,以适应实际现场调试时的需要。

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