李君杰

摘要：運用西門子驅動強大的通訊功能，實現(xiàn)S7 PLC通過PROFIBUS通信控制MM440變頻器，并傳輸實時的過程數(shù)據至觸摸屏以監(jiān)控變頻器運行狀況。

關鍵詞：驅動通訊的組態(tài)；編程；參數(shù)設置；

350T高速動平衡運輸平車是本公司為了滿足運輸產品轉子進出真空艙完成動平衡試驗而自主設計、制造的。該運輸平車由主、從兩輛平車組成，運輸能力達到400噸。車體內共有6只單缸壓力為28MPA液壓油缸，每輛平車內的3只油缸呈等邊三角形分布，用以托起或者放下擺架及之上的試驗轉子。在油缸上升或者下降過程中，要求6只油缸水平誤差不大于0.5MM。平車由MM440變頻器控制變頻電機驅動，運行過程中要求速度平穩(wěn)，保證試驗轉子在運輸途中的安全。

1.硬件組態(tài)

1.1項目硬件組態(tài)

平車拖動系統(tǒng)控制指令由PLC發(fā)出，通過DP通訊直接控制MM440變頻器。變頻器驅動電機運行時的過程數(shù)據實時傳輸并顯示在觸摸屏畫面上。西門子驅動通訊分為三種：

1.PROFIBUS DP協(xié)議

2.USS 協(xié)議

3.SIMOLINK 協(xié)議

PROFIBUS DP 和 USS 協(xié)議屬于主/從通訊，需要有 PLC 作為主站，驅動裝置作為從站。USS 協(xié)議的主要優(yōu)點是，其接口集成在基本裝置中，不需要額外費用；主要缺點是通訊速度慢，只有基本通訊功能（PKW+PZD），最多 31 個從站。PROFIBUSDP 協(xié)議的主要優(yōu)點是，通訊速度快，除了基本功能之外還有一些附加功能（例如：非循環(huán)通訊，交叉通訊），站點數(shù)更多；主要缺點是需要另外購買作為選件的通訊模板（例如：CBP2 或 PROFIBUS 模板）。SIMOLINK 協(xié)議（代替 Peer to Peer 協(xié)議）主要用來實現(xiàn)驅動裝置與驅動裝置之間的通訊。SIMOLINK 協(xié)議也可以是主/從通訊，主站是 S7-400（FM458）或 SIMADYN D。

本文著重介紹PLC與驅動裝置之間的DP通訊。PROFIBUS是一種開放的標準通訊協(xié)議，它是針對一般工業(yè)環(huán)境下的應用而設計和開發(fā)的。在該項目中，為了連接成PROFIBUS DP系統(tǒng)，必須采用MM440 DP通訊模板，該模板安裝在變頻器正面，通過RS485串行接口與變頻器通訊。在鋪設PROFIBUS DP屏蔽電纜過程中，必須注意屏蔽層壓接，DP終端電阻撥碼開關設置，以及在布線時與強電線路應盡量分開鋪設等事項。最終該項目硬件組態(tài)如下圖所示：

由上面硬件網絡配置圖可知：315-2DP PLC與MM440變頻器采用PROFIBUS DP通信連接；315 CPU與MP277觸摸屏采用工業(yè)以太網通訊。采用以太網通訊是為了數(shù)據傳輸更快速，項目所需的變頻器過程數(shù)據及油缸實時液位能夠及時更新。

1.2驅動通訊硬件組態(tài)

在該項目中，在驅動裝置從站中插入類似于 ET200M 從站中的模板，以確定報文結構。MM440地址為10，報文類型為PPO4。對MM440變頻器詳細組態(tài)如下圖所示：

2.變頻器參數(shù)設置

在本項目中，MM440硬件通訊組態(tài)選擇了PPO4報文通訊方式。（PPO 4）：PPO 4，沒有參數(shù)數(shù)據；6 個字過程數(shù)據（6個PZD），用 SFC14/15 編程。即PPO4類型報文只允許傳輸周期性過程數(shù)據，不允許傳輸非周期性參數(shù)。一次性可傳輸6個字長度的過程數(shù)據，且數(shù)據連續(xù)。通常 S7 傳送到驅動裝置的第 1 個字是控制字，第 2 個字是設定值；驅動裝置傳送到 S7 的第 1 個字是狀態(tài)字，第 2 個字是實際值。這是最簡單的應用。對MM440變頻器組態(tài)完成之后，根據硬件組態(tài)地址設置變頻器參數(shù)如下：

P0700.000 = 6 控制字，即命令源由DP通訊傳輸

P1000.000 = 6 頻率設定值由DP通訊傳輸而來

P2051.000 = 52 讀取的變頻器實際狀態(tài)字，在第一個PZD內

P2051.001 = 21 讀取的變頻器實際輸出頻率，在第二個PZD內

P2051.002 = 22 讀取的電機轉子實際速度，在第三個PZD內

P2051.003 = 27 讀取的變頻器實際輸出電流，在第四個PZD內

P2051.004 = 31 讀取的變頻器實際輸出扭矩，在第五個PZD內

P0918 = 10 本項目MM440 DP地址設置為10

3.編寫程序

在變頻器參數(shù)設置好后，采用SFC14/SFC15系統(tǒng)功能即可以實現(xiàn)PLC讀取變頻器過程數(shù)據，并顯示在觸摸屏畫面上。接著詳細介紹利用PLC發(fā)出的控制字和速度設定值控制變頻器動作。

4.總結：

在350T高速動平衡運輸平車項目中，運用DP驅動通訊技術成功實現(xiàn)了平車驅動系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定運行。該技術可減少電氣硬件連接施工，能夠方便讀取變頻器實時運行狀態(tài)，使操作者或維修人員能夠監(jiān)控變頻器運行情況。DP驅動通訊技術在具有控制系統(tǒng)較分布、傳動慣量大、現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣等情況下具有非常明顯的優(yōu)勢，所以在自動化系統(tǒng)控制領域中占有重要的角色。

參考文獻：

[1].西門子《驅動通訊基礎》

[2].西門子《MM440控制字和狀態(tài)字》

[3].西門子《MM440變頻器使用大全》