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ABB变频器与西门子PLC之间的通信方法

导读: 变频器控制系统采用了Profibus-DP现场总线控制模式后,不但整个系统可靠性强,操作简便

  Profibus 是目前工控系统中最成功的现场总线之一,得到了广泛的应用。某公司煤气加压机控制系统采用Profibus-DP过程现场总线通讯技术方案,分别采用西门子的S7-300 PLC和ABB公司的ACS600变频器

  2 系统配置及通讯协议

  (1) 系统配置

  该系统以西门子公司和ABB公司的相关产品来实现全数字交流调速系统在Profibus-DP网中的通讯及控制原理。其中PLC为西门子公司的SIMATIC S7-315-2DP,变频器为ACS600系列,NPBA-12为与变频器配套的通讯适配器。编程软件为STEP7 V5.2软件,用于对S7-300 PLC编程和对Profibus-DP网进行组态和通讯配置。上位机画面操作采用WinCC5.1进行画面编程和操作,与PLC通讯采用以太网通讯方式。

(2) 通讯协议

  在本系统中,S7-300 PLC作为主站,变频器作为从站时,主站向变频器传送运行指令,同时接受变频器反馈的运行状态及故障报警状态的信号。变频器与NPBA-12通讯适配器模 块相连,接入Profibus-DP网中作为从站,接受从主站SIMATIC S7-315-2DP来的控制。NPBA-12通讯适配器模块将从Profibus-DP网中接收到的过程数据存入双向RAM中,的每一个字都被编址,在 变频器端的双向RAM可通过被编址参数排序,向变频器写入控制字、设置值或读出实际值、诊断信息等参量。

  变频器现场总线控制系统若从软件角度看,其核心内容是现场总线的通讯协议。Profibus-DP通讯协议的数据电报结构分为协议头、网络数据和协议层。网 络数据即PPO包括参数值PKW及过程数据PZD。参数值PKW是变频器运行时要定义的一些功能码;过程数据PZD是变频器运行过程中要输入/输出的一些 数据值,如频率给定值、速度反馈值、电流反馈值等。Profibus-DP共有两类型的网络PPO:一类是无PKW而有2个字或6个字的PZD;另一类是 有PKW且还有2个字、6个字或10个字的PZD。将网络数据这样分类定义的目的,是为了完成不同的任务,即PKW的传输与PZD的传输互不影响,均各自 独立工作,从而使变频器能够按照上一级自动化系统的指令运行。

  3 STEP7项目系统组态及通讯编程

  (1) 使用STEP7V5.2组态软件,进入Hardware Configure完成S7-300 PLC硬件组态;

  (2) 选定S7-315-2DP为主站系统,将NPBA-12的GSD(设备数据库)文件导入STEP7的编程环境中,软件组态NPBA-12到以 S7-315-2DP为主站的DP网上,并选定使用的PPO类型,本设计使用PPO4,设定站点网络地址。在变频传动装置Profibus的结构 中,ABB变频器使用Profibus-DP通信模块(NPBA-12)进行数据传输,主要是周期性的:主机从从站读取输入信息并把输出信息反送给从站, 因此需要在PLC主程序中调用两个系统功能块SFC14和SFC15来读写这些数据,实现到变频器的通信控制;

  (3) 在主PLC程序中建立一个数据块,用于于变频器的数据通信;建立一变量表,用于观测实时通讯效果。

  4 变频器运行设置

  变频器与PLC应用Profibus-DP现场总线连成网络后,除在PLC自动化系统中进行编程外,在每个变频器上也要进行适当的参数设置。

  通讯电缆联接后,启动变频器,完成对变频器通讯参数的

  4.1 基本设置。 机电专业

  (1) 51.01—模块类型,本参数显示由传动装置探测到的模块型号。其参数值用户不可调整。如果本参数没有定义,则不能在模块与传动之间建立通讯。

  (2) 51.02—本参数选择通讯协议,“0”为选择Profibus-DP通讯协议。

  (3) 51.03—本参数为Profibus连接选择的PPO类型,“3”为PPO4,但变频器上的PPO类型应与PLC上组态的PPO类型一致。

  (4) 51.04—本参数用于定义设备地址号,即变频器的站点地址,在Profibus连路上的每一台设备都必须有一个单独的地址。本次设计中两台变频器分别为2、3号站。[1]

  4.2 过程参数的连接

  过程参数互联完成NPBA-12双端口RAM连接器与变频器相应参数的定义和连接,包括主站(PLC)到变频器的连接和变频器到主站(PLC)的连接两部分。在变频器上设定下列连接参数。 (1) 从PLC发送到传动装置变频器的PZD值

  l PZD1—控制字,如变频器的启动使能、停止、急停等控制命令;

  l PZD2—变频器的频率设定值。

  (2) 从传动装置变频器发送到PLC的PZD值

  l PZD1—状态字,如报警、故障等变频器运行状态;

  l PZD2—变频器的速度实际值、电流实际值等。 机电专业技术网

  5 结束语

  变频器控制系统采用了Profibus-DP现场总线控制模式后,不但整个系统可靠性强,操作简便。


 

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