0 前言
由我公司生產研制的大直縫銑邊機是石油天然氣管道制造行業(yè)中大口徑直縫焊管生產線(JCOE)上的關鍵設備之一，該設備是國內自主研發(fā)的第一臺。電氣控制系統(tǒng)采用西門子兩條PROFIBUS總線通訊，由28個主從通訊站組成，實現(xiàn)全局數(shù)字量實時監(jiān)控通訊。在系統(tǒng)配置中選用西門子CPU414-3DP作為主站，ET200S遠程I/O、70變頻器、TR編碼器、MTS位移傳感器、比例伺服閥、巴魯夫微脈沖位移傳感器作為從站(詳見圖1大直縫銑邊機PLC組態(tài))，西門子觸摸屏MP377設定與顯示。系統(tǒng)中所有速度量、位移量及安全保護、故障點都要在屏上實時監(jiān)控與報警。由于通訊口多，距離遠，程序模塊多(詳見圖2大直縫銑邊機PLC程序塊)，自動化程度要求高，控制難度很大。
1 70變頻器的PROFIBUS-DP通訊
1.1 通訊方式設定為PPO 4，這種方式為0 PKW/6 PZD，輸入輸出都為6個PZD，在P60=7設置下，設置P53=3，允許CBP2(PROFIBUS)操作， P918.1設置變頻器的PROFIBUS地址。
1.2 設置第一與第二個輸入的PZD為PLC給變頻器的控制字， 設置第一與第二個輸出的PZD為變頻器給PLC的狀態(tài)字，設置第三個為變頻器反饋給PLC 的實際輸出頻率的百分比值，第四個為變頻器反饋給PLC的實際輸出電流的百分比值。
1.3 PLC給變頻器的第一個PZD存儲在變頻器里的K3001字里，這里設置為P554=3100，P571=3101，P572=3102時，K3001的位3100就控制變頻器的啟動與停止，3101就控制正轉，3102就控制反轉。
1.4 PLC給變頻器的第二個PZD存儲在變頻器里的K3002字里，若P443=K3002，那么整個字K3002就是PLC給變頻器的主給定控制字， PLC發(fā)送過來的第二個字的大小為0到16384(對應變頻器輸出的0到100%)，當為 8192時，變頻器輸出頻率為25Hz。
1.5 程序：(建立DB17，調用SFC14，SFC15，變頻器的地址為512既W#16#200)
1.5.1 讀出數(shù)據(jù)
CALL “DPRD_DAT”
LADDR ：=W#16#200
RET_VAL：=MW200
RECORD ：=P#DB17.DBX0.0 BYTE 12 (讀取12個BYTE)
NOP 0
1.5.2 發(fā)送數(shù)據(jù)
CALL “DPWR_DAT”
LADDR ：=W#16#200
RECORD ：=P#DB17.DBX12.0 BYTE 12 (寫入12個BYTE)
RET_VAL：=MW210
NOP 0
1.5.3 L “DB17”.DBW0
T “MW20”
NOP 0
1.5.4 L “DB17”.DBW2
T “MW22”
NOP 0
則：DB17.DBX 13.0 控制啟動與停止;
DB17.DBX 13.1 控制正轉;
DB17.DBX 13.2 控制反轉;
M21.1 變頻器READY;
M21.3 變頻器FAULT。
2 編碼器的PROFIBUS-DP通訊
2.1 讀取編碼器值。
L P##Peripherieaddr
TAK
LAR1
L PID [AR1，P#0.0]
T #actual_C1_DI
2.2 數(shù)據(jù)修正，加上修正值(offset ，一般為負值)。
L #actual_C1_DI
L #offset
+D
T #actual_C2_DI
NOP 0
2.3 轉換并換算成實際位置，數(shù)據(jù)類型轉換，乘以轉換系數(shù)得到實際位置。
A(
L #actual_C2_DI
DTR
T #actual_Pos_R
SET
SAVE
CLR
A BR
)
JNB _006
L #actual_Pos_R
L #multipliactor
*R
T #actual_position
_006： NOP 0
3 位移傳感器的PROFIBUS-DP通訊
3.1 編碼器數(shù)據(jù)采集1，PID257(L)/PID258(M)，MB103(L)/MB102(M)。
A(
L PIB 257
T MB 103
SET
SAVE
CLR
A BR
)
JNB _001
L PIB 258
T MB 102
_001： NOP 0
3.2 編碼器數(shù)據(jù)采集2，0 / PID259(H)， MB100(HH)/ MB101(H)。
A(
L PIB 259
T MB 101
SET
SAVE
CLR
A BR
)
JNB _002
L 0
T MB 100
_002： NOP 0
3.3 讀取狀態(tài)位參數(shù)，將狀態(tài)位發(fā)送到MB80中。
L PIB 256
T MB 80
NOP 0
3.4 修正結果，MD100為編碼器采樣數(shù)據(jù)，MD104為編碼器零位修正值，MD108為修正后結果，參與控制;MD104在HMI(人機界面)上設置。
L MD 100
L MD 104
+R
T MD 108
NOP 0
4 ET200S作為遠程I/O分站時，其PROFIBUS-DP通訊比較簡單，只需在接口模塊上設定PROFIBUS-DP地址即可，這里不再詳述。
5 PROFIBUS-DP通訊應注意的問題
5.1 總線連接器和總線電纜的連接要可靠，屏蔽層一定要壓正確牢固，零散線要成束，不能與總線連接器上的芯片接觸。
5.2 所有主從站上的DC24V的GND要連通。
5.3 總線電纜盡可能遠離動力電纜，以防止電磁干擾。
5.4 132KW電機與變頻器的配線盡可能采用屏蔽電纜，屏蔽層壓接在電氣箱內，電機側懸空。
5.5 PE線用盡可能粗的接地線與所有設備可靠連接。
5.6 電氣箱內的接地銅排要與廠房內的接地銅排可靠相連。
6 結束語
由于在此控制系統(tǒng)中使用了多家非西門子的總線產品，雖然都支持PROFIBUS協(xié)議，但通訊軟件內部還是有許多不同的地方，需要我們反復理解、消化、多次做實驗，經(jīng)過我們兩年來的大量工作，目前該設備已調試完畢，交付用戶使用，效果良好。
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