PROFIBUS協(xié)議在大直縫銑邊機的電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究
前言
由我公司生產(chǎn)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(chǎn)線（JCOE）上的關(guān)鍵設(shè)備之一，該設(shè)備是國內(nèi)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(shè)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(shè)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(shè)置下，設(shè)置P53=3，允許CBP2（PROFIBUS）操作， P918.1設(shè)置變頻器的PROFIBUS地址。
1.2 設(shè)置第一與第二個輸入的PZD為PLC給變頻器的控制字， 設(shè)置第一與第二個輸出的PZD為變頻器給PLC的狀態(tài)字，設(shè)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(shè)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(zhuǎn)，3102就控制反轉(zhuǎn)。
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(yīng)變頻器輸出的0到100%），當(dāng)為 8192時，變頻器輸出頻率為25Hz。
1.5 程序：（建立DB17，調(diào)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(zhuǎn);
DB17.DBX 13.2 控制反轉(zhuǎn);
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(zhuǎn)換并換算成實際位置，數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，乘以轉(zhuǎn)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(jié)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(jié)果，參與控制;MD104在HMI（人機界面）上設(shè)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(shè)定PROFIBUS-DP地址即可，這里不再詳述。
5、 PROFIBUS-DP通訊應(yīng)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(nèi)，電機側(cè)懸空。
5.5 PE線用盡可能粗的接地線與所有設(shè)備可靠連接。
5.6 電氣箱內(nèi)的接地銅排要與廠房內(nèi)的接地銅排可靠相連。
6、結(jié)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(chǎn)品，雖然都支持PROFIBUS協(xié)議，但通訊軟件內(nèi)部還是有許多不同的地方，需要我們反復(fù)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(shè)備已調(diào)試完畢，交付用戶使用，效果良好。
下載文檔
