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1、Profibus-DPProfibus-DP 在直流调速器在直流调速器 6RA706RA70 的应用的应用1 1 引言引言Profibus 应用领域包括加工制造、过程和建筑自动化，如今已成为国际化的 开放式现场总线标准，即 EN50170 欧洲标准和 IEC61158 国际标准的一部分。并 且，在 2006 年 11 月成为我国的现场总线标准。Profibus 由 Profibus-FMS(Fieldbus Message Specification)，Profibus- PA(Process Automation)和 Profibus-DP(Distributive Peripheral)三
2、部分组 成。其中，Profibus-DP 具有高速传输、价格低廉等特点，实现起来比较简单， 主要用于分散设备间的数据高速传输。 该总线物理层采用 RS-485 传输方式， 传输速率可由 9.6kbps 至 12Mbps。一般用于自动化控制系统和现场设备级间的 开关量的通信。因而可满足全 数字交直流调速系统对于快速的时间相应要求。 目前 80%以上的 Profibus 应用是基于 Profibus-DP。SIMOREG DC-MASTER 是全数字调速装置，操作非常简单。不需要专门的编程 知识，所有设置均可通过参数设定设备进行。参数设定既可通过 PC 的菜单提示 进行，以 实现快速地投入进行，也
3、可通过简易的操作区和用 SIMOVIS 进行。 SIMOREG DC-MASTER 在任何应用场合，均具有较好的灵活性和经济性:(1) 减轻主动系统和总线系统压力;(2) 接口被减少了;(3) 较少的电缆和较高的抗干扰度;(4) 开环和闭环控制已集成到系统中;(5) 开放的分布系统方案;(6) 工艺软件放入基本装置中BICO 技术。使用新颖的 BICO 技术使 SIMOREG DC-MASTER 在软件功能性方面达到一个新 水平。其中，两个功能强大的处理器处理电枢回路和励磁回路开环和闭环所有 传动控制功能。利用 BICO 技术，功能块按面向应用功 能单元型式去组合 这是一个简单的参数设置过程。
4、 2 2 Profibus-DPProfibus-DP 的直流调速器控制系统结构的直流调速器控制系统结构现以 Siemens 公司的相关产品为例介绍现场总线系统的组成。作为 Profibus-DP 网的典型配置如图 1 所示，PLC(SIMATIC S7-300 或 S7-400 系列) 作为一级 DP 主站，他负责在预定的信息周期内循环与从站交换信息，发送控制 信息，读取从站的状态等，组态软件 WinCC 作为二级 DP 主站，用于系统操作 与监视等，SIMOREG DC-MASTER 加上 CBP2 通讯板(Profibus 通讯模块)后作为从 站，可带这样的从站 32 个，如果加上中继器
5、，最多可达 127 个从站。图 1 Profibus-DP 网的总线拓扑结构3 3 通过通过 Profibus-DPProfibus-DP 数据通讯数据通讯3.1 CBP2 通信板CBP2 通信板是 SIMOREG DC-MASTER 整流器的通信处理机，它负责控制 SIMOREG DC-MASTER 与 SIMATIC S7-300 之间的数字通信，SIMOREG DC-MASTER 接入 Profibus-DP 网中接受控制，必须要与 CBP2 配合使用，在 SIMOREG DC- MASTER 上有固定的插槽，来放置 CBP2。CBP2 通讯板将从 Profibus-DP 网中接 受到的
6、过程数据存入双向 RAM 中，双向 RAM 中的每 一个字都被编址，在整流器 端的双向 RAM 可通过被编址参数排序，向整流器写入控制字、设置值或读出实 际值、诊断信息等参量。CBP2 将被插入 SIMOREG DC-MASTER 电控箱的槽 2 中，因此还要重新加以参数 化，才能实现与 SIMATIC S7-300 通讯。设置的具体流程如图 2 所示。图 2 参数设置流程3.2 参数设置在完成 SIMOREG DC-MASTER 在 Profibus-DP 网中的参数设定和电动机的基本 参数设定后，使直流调速器进行最优化运行，还应完成以下参数设置:(1) 为了达到 6RA70 与电动机之间的
7、精密匹配，6RA70 额定直流电流(电枢和 励磁)的数值分别赋给参数 P076.i001(电枢)，P076i002(励磁);(2) P051=25(电枢和励磁的预控制和电流调节器的优化运行，最优化运行后， 以下参数被自动设置:P110，P111，P112，P115，P156，P255，P256，P826);(3) P601.i001=K0015(电枢电流调节器给定的源为 K0015)。采用 SIMATIC S7-300 系列的 CPU315-2DP 作为 DP 主站，CPU315-2DP 系统本 身具有 Profibus-DP 接口，无需另外的通讯接口单元。在编程软 件 STEP7 中完 成硬
8、件网络组态，为直流调速器分配网络地址，该地址必须与直流调速器 CBP2 板中设置的相同，在组织块 OB 中选用 SFC14“DPRD_DAT“、SFC15“DPWR_DAT“系 统功能块向直流调速器的 CBP2 模块接收/发送过程数据，如图 3 所示。图 3 PLC 与 6RA70 之间的通讯PLC 向 6RA70 发送的控制字各位的定义如附表所示，可从只读参数 r652 中读 出状态。附表 SIMOREG DC-MASTER 6RA70 的控制字的定义工业组态软件 WinCC 提供各种 PLC 的驱动程序，本文实例要建一个 Profibus-DP 的二级主站，所以选择支持 S7 协议的通讯驱
9、动程序 SIMATIC S7 Protocol Suite，在其中的“PROFIBUS”下连接一台 S7-300，设置参数必须与 PLC 中的设置相同。通过以上步骤，即完成了对整个变频器控制系统 Profibus-DP 网的组态与通讯。4 4 结束语结束语采用 Profibus-DP 现场总线的直流调速器控制系统，将增强整个系统的可靠 性，而且可根据工艺需要进行灵活的功能修改，从而在长期意义上大大的节约 了成本。西门子 6se70 系列变频器与 s7-300/400 的 PROFIBUS-DP 通讯举例本文通过举例讲述了 PROFIBUS-DP 现场总线在生产现场的具体应用，详细 介绍了西门子
10、 PLC 与变频设备通过 PROFIBUS-DP 通讯的硬件组态、软件编程以及变频器的相关参数设置。在工业厂矿的生产应用中，尤其是钢铁冶金行业，利用 PLC 通过 PROFIBUS-DP 现场总线对变频装置进行控制，实现电机的启动、停车和调速最 为常 见。下面通过一个具体的实例来讲述西门子 6se70 系列变频器与 s7- 300/400 的 PROFIBUS-DP 通讯的全过程。一、一、 硬件组态变频器硬件组态变频器在 STEP 7 软件中创建一个项目，再硬件组态该项目，并建一个 PROFIBUS- DP 网络，6se70 系列变频器在 PROIBUS DP-SIMOVERT 文件夹里进行组
11、态，并设 定好通讯的地址范围。如下图所示:二、二、 建立通讯建立通讯 DBDB 块块一般地，读写数据都做在一个 DB 块中，且最好与硬件组态设定的 I,O 地 址范围大小划分相同大小的区域，便于建立对应关系和管理。如下图所示，读 变频器的 数据的 12 个字节在 DB0DB11 中，写给变频器的 12 个字节数据放在 DB12DB23 中。接下来还可以存放诸如通讯的错误代码和与变频器有关的其它 计算数据。三、写通讯程序三、写通讯程序通讯程序可以直接调用 STEP 7 编程软件的系统功能 SFC1(DPRD_DAT), SFC15(DPWR_DAT)来实现。例程段如下:CALL SFC 14 /
12、变频器PLC LADDR :=W#16#230 /通讯地址：为硬件组态的起始地址，即 I Addess 中的 560 RET_VAL:=DB15.DBW24 /错误代码:查帮助可得具体含义 RECORD :=P#DB15.DBX0.0 BYTE 12 /传送起始地址及长度 CALL SFC 15 /PLC变频器 LADDR :=W#16#230 /通讯地址：为硬件组态的起始地址，即 Q Addess 中的 560 RECORD :=P#DB15.DBX12.0 BYTE 12 /传送起始地址及长度 RET_VAL:=DB15.DBW26 /错误代码:查帮助可得具体含义四、四、 变频器参数设置变
13、频器参数设置变频器的简单参数设置如下表对于写变频器的数据是与变频器的 k3001k3016(参见变频器使用大全功 能图 120)建立对应关系，读变频器的数据则是与变频器的参数 P734 建立对应 关系。如下图所示：即 DB15.DBW12DB15.DBW22 对应 P734 的 W01W06。B15.DBW0DB15.DBW11 对应 k3001k3012。 PLC 读取变频器的数 据可以通过设置参数 P734 的值来实现，PLC 写给变频器的数据存放在变频器数 据 k3001k3012 中，在变频器的参数设置里可 以进行调用，从而建立了彼此 的对应关系。这样，变频器与 PLC 的连接已经基本建立，就可以编写程序通过 PLC 来控 制变频器的启、停、速度给定等各项功能，满足工艺给定要求。同时也可以读 取变频器数据通过上位机进行显示，达到在线监视和诊断的目的。
