彭興 王博

摘要：在基于Profibus總線協(xié)議的變頻器控制技術的基礎上，集成了西門子PLC控制系統(tǒng)和丹佛斯FC360系列變頻器。通過編制PLC程序?qū)ψ冾l器PCD區(qū)參數(shù)的讀寫和對PCV區(qū)寫參數(shù)，實現(xiàn)了對變頻器的實時控制以及狀態(tài)信息和故障信息的監(jiān)控，滿足了濾棒儲存輸送裝置上對變頻器應用的需求。

關鍵詞：Profibus；變頻器控制；FC360；濾棒儲存輸送裝置

引言

丹佛斯變頻器VLT2800系列在煙草機械中，尤其是輔助聯(lián)接設備中有著廣泛的應用，但隨著其逐步的停產(chǎn)，我們就需要尋找一種新的變頻器來替換該系列變頻器，以保證后續(xù)設備的正常生產(chǎn)和原有機器的維修保養(yǎng)及配件支持。丹佛斯VLT AutomationDriveFC360系列變頻器是一款多用途變頻器，可為各種工業(yè)提供精確、有效的電機控制。VLT AutomationDrive 所基于的模塊化開放技術平臺使它具有超凡的適應能力和可編程能力。它擁有可以配置并且易于操作的界面，支持本地語言和字符。完全滿足了替代VLT2800系列變頻器的要求，本文中將以YF171A型濾棒儲存輸送裝置為例，介紹丹佛斯變頻器VLT AutomationDriveFC360在煙草設備中的應用。

1.工作過程簡介

濾棒成型機生產(chǎn)的濾棒，通過裝盤機水平通道垂直提升到轉(zhuǎn)向裝置， 然后經(jīng)高架輸送通道直接進入到與之相連的儲存輸送主體部分， 儲存輸送主體部分設置了兩個儲存區(qū)及一組階梯式輸送通道。進入儲存輸送主體的濾棒在階梯式輸送通道的傳遞過程中達到規(guī)定的固化時間，再經(jīng)輸送通道傳送到下游發(fā)射機。由于上、下游機器生產(chǎn)能力及實際工作狀況的不同或產(chǎn)生偶然的故障，會導致上、下游機器供求能力的短期不平衡，系統(tǒng)內(nèi)的兩個儲存區(qū)將自動協(xié)調(diào)上、下游機器生產(chǎn)能力的供求波動，從而避勉上、下游機器之間的工作互相牽制，影響整個系統(tǒng)的效率。自動卸盤臺或手工卸盤裝置，既可單獨工作，又可與系統(tǒng)聯(lián)機工作。

本文中將主要以6區(qū)固化輸送電機為例來介紹丹佛斯變頻器FC360在濾棒儲存輸送裝置上的應用。

2.FC360外部接線

FC360變頻器電源輸入端子為91、92、93、95，輸出端子為96、97、98、99； DP總線接口端子為62、63，注意需將處于DP總線末端的變頻器上Profibus總線控制卡上的終端電阻撥到ON；變頻器端子27為變頻器使能端子，此時需將參數(shù)5-12設置為2：慣性停車反邏輯，當端子27上有DC27V輸入時，變頻器可正常啟動運行，當輸入為DC0V時，變頻器將慣性停車；端子19、50為電動機提供熱敏保護，此時需將參數(shù)1-90電動機熱保護設置為2：當電機中連接的熱敏電阻器因電機溫度過高而作出反應時，停止（跳閘）變頻器。將參數(shù)1-93設置為4：數(shù)字輸入19。

端子81和82上外接了一個制動電阻器，用于以熱量形式耗散多余的制動能量，連接了制動電阻器后，在制動期間（發(fā)電操作）允許存在較高的直流回路電壓，此時需將參數(shù)2-10制動功能設置為1：電阻器制動。

3.硬件配置和通訊

在YF171A濾棒儲存輸送裝置中，采用西門子S7-300 CPU315-2DP作為主站，連接有9個帶DP總線卡的FC360變頻器。要使變頻器能夠用PLC通過Profibus來控制，變頻器也需要一定的參數(shù)設置才能實現(xiàn)，變頻器初始化后需要注意以下參數(shù)設置：

8-01 控制地點： 0，數(shù)字或者控制字

8-10 控制字格式：0，F(xiàn)C結(jié)構(gòu)

9-18 站號： 6 （若要在 9-18 節(jié)點地址中調(diào)整工作站地址，硬件開關必須被設為 126 或 127，即所有開關都設為“開”。否則，該參數(shù)將顯示開關的實際設置。）

按照一般的西門子PLC硬件組態(tài)組態(tài)PLC模塊硬件， 將 變 頻 器 連 接 到Profibus網(wǎng)絡上，并將其子站地址設置各個變頻器參數(shù)9-18中設置的地址值。最后需要組態(tài)FC360變頻器的通信區(qū)，選擇通信報文為“PPO Type2 Word consistent PCD”，STEP7軟件會在系統(tǒng)中自動給FC360變頻器分配I/O地址。

4.通過DP總線對變頻器的數(shù)據(jù)讀寫

在項目中選擇了組態(tài)FC360的通訊區(qū)類型為“PPO Type2 Word consistent PCD”。需在變頻器設置中將9-22設置為102。這種類型有4個字的PCV參數(shù)區(qū)，有6個字的PCD過程區(qū)。

4.1對PCV參數(shù)區(qū)寫參數(shù)值

對PCV參數(shù)區(qū)數(shù)據(jù)的訪問是同步通訊，即發(fā)一條信息，得到返回值后才能發(fā)第二條信息。PCV為四個字，定義如下：

A為常用值（1、2、3、6、7、8），其中：1：讀請求；2：寫請求（單字）；3：寫請求（雙字）；6：讀請求（有數(shù)據(jù)分組）；7：寫請求（有數(shù)據(jù)分組、單字）；8：寫請求（有數(shù)據(jù)分組、雙字）。

PN U為參數(shù)號，直接將數(shù)值轉(zhuǎn)換為十六進制即可。B通常為0。C為參數(shù)索引選擇位，選擇數(shù)組參數(shù)所用的索引值。

以6號變頻器為例，PCV參數(shù)區(qū)寫地址為PQD352和PQD356。

將從電機的銘牌選擇電機的頻率值50HZ寫入?yún)?shù)1-23電動機頻率值，根據(jù)PCV的定義可以得到以下報文： PCA=207B，IDN=0000，PVA=0000，PVA=0032

然后在程序里面我們通過MOVE指令，將DW#16#207B0000寫入PQD352，將DW#16#32寫入PQD356，就完成了此次寫入?yún)?shù)的操作。

需要注意的是，通過DP總線寫完所有參數(shù)值后，還需對參數(shù)9-71（Profibus 保存數(shù)據(jù)值）中寫入數(shù)值1，將所選菜單的所有參數(shù)值存儲到非易失性存儲中。

4.2對PCD過程區(qū)參數(shù)的讀寫

PCD過程區(qū)中前2個字通常作為控制字、速度設定值或狀態(tài)字、速度實際值使用。后四個字可以根據(jù)具體要求，在FC360的參數(shù)9—16中設置，其含義為PCD讀設置。

丹佛斯的變頻器在組態(tài)后，讀和寫的第一個字和第二個字都已自動分配功能。寫的第一個字為控制字（平時給047c啟動），第二個字為參考值（給定速度）。讀的第一個字為狀態(tài)字，第二個字為總線參考值，其中讀的第一個字對應參數(shù)9-16.0的設置，第二個字對應9-16.1。如果要讀取其他的東西，需要從第三個字開始自己設置。

在組完態(tài)后，PLC會自動分配I地址和Q地址，Q地址是PLC寫給變頻器的比如047c就寫到Q地址，I地址是變頻器給PLC的，如果要讀取變頻器的一些數(shù)據(jù)，就用I地址。

這里以6號變頻器為例，在組態(tài)完成后有I地址（380-391），Q地址（360-371）

地址PIW380對應讀的第一個字，參數(shù)上就對應9-16.0，變頻器自動分配為1600控制字。地址PIW382對應讀的第二個字，參數(shù)上對應9-16.1，變頻器自動分配為1601參考值。依此類推，地址PIW384對應參數(shù)9-16.2，我們設置為1614電動機電流；地址PIW386對應參數(shù)9-16.3，設置為1612電動機電壓；地址PIW388對應參數(shù)9-16.4，設置為1610功率；地址PIW390對應參數(shù)9-16.5，設置為1613頻率。

地址PQW360對應寫的第一個字，參數(shù)上對應9-15.0，PLC向變頻器寫入控制字。地址PQW362對應寫的第二個字，參數(shù)上對應9-15.1，PLC向變頻器寫入給定速度。

通過以上的設置，我們就可以通過在PLC程序里直接對PCD區(qū)地址進行讀寫，來實現(xiàn)對變頻器狀態(tài)的監(jiān)控和控制。

5.結(jié)束語

本文以濾棒儲存輸送裝置為例，介紹了FC360變頻器的外部接線方式和通過DP總線對變頻器進行參數(shù)的讀寫以及對其進行啟動停止的控制。這為解決因器件換型對已保有的設備所造成的設備維修保養(yǎng)困難和后續(xù)新設備的生產(chǎn)，提供了切實可行的應用方案，具有比較強的現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]SIMATIC S7-300/400系統(tǒng)、維護與編程綜合課程，西門子公司出版.

[2]VLT AutomationDrive FC360快速指南，丹佛斯公司出版，2013.08.

[3]VLT AutomationDrive FC360 設計指南，丹佛斯公司出版，2013.04.

[4]VLT AutomationDrive FC360 編程指南，丹佛斯公司出版，2013.11.