基于profibus现场总线协议plc对变频器控制

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1、基于PROFIBUS现场总线协议PLC对变频器控制　　摘要变频器具有高效节能、方便控制、可软启动保护电机等优点，已成为工业现场的主要拖动设备，在启停控制、速度调节方面，也逐渐由硬线采点控制，转为PLC通过现场PROFIBUS总线通讯方式控制。关键词PLC；变频器；PROFIBUS中图分类号TM43文献标识码A文章编号1674-6708（2013）98-0091-020引言5随着现代工业的不断发展，生产工艺的电气化与自动化控制模式逐步取代了以往以人力监控为主体的生产经验型控制模式，使工业过程操作更加精准简便，但目前广为采用的通过硬线传输数字量或模拟量信号来控制变频器启停及调速的控制模式

2、，已渐渐暴露出其应用模块数量较多、走线工艺复杂、初期及维护成本较高、控制精准度低、易受干扰等缺点。而通过PLC与变频器通讯的方式进行数字交换，以此来控制变频器启停、拖动方向及速度的新型控制方式则可以避免以上缺点，从而使控制系统具有抗干扰能力强、控制系统设计、安装、调试维修方便、维修工作量小、适应性强，应用灵活等优点，将会成为今后变频器控制系统的主要发展方向。1概述1.11PLCPLC（programmablelogiccontroller）可编程逻辑控制器是一种专为在工业环境下的应用而设计的进行数字运算的工业控制器，是由继电器逻辑控制系统发展而来，因此，它在数学处理、顺序控制等方面具

3、有传统控制器材不可比拟的优势。PLC在控制系统中主要起到开关量的逻辑控制、位置控制、过程控制、数据处理、通信联网的应用等作用。由于西门子PLC具有成本低廉、编程方便、功能完善、适应性强等特点，成为了市场上较为普遍的PLC品牌之一，本文中将举例应用S7-300系列产品。1.2变频器Frequencyconverter是一种用来改变交流电频率的电气设备，此外，它还具有改变交流电电压的辅助功能。变频器的工作原理是将输入的交流电通过整流单元转换为直流电，再通过逆变单元将直流电转换成所需频率的交流电。变频器除了可以用于改变输出线路的频率之外，还可以用于改变输出线路的电流、电压以达到改变电动机转

4、矩的目的。1.3profibus现场总线5PROFIBUS现场总线协议时根据ISO7498国际标准，以开放式系统互联网络作为参考模型的不依赖于设备生产商的现场总线标准。PROFIBUS由以下三个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP（DecentralizedPeriphery）、PROFIBUS-PA（ProcessAutomation）、PROFIBUS-FMS（FieldbusMessageSpecification），在本文中，将采用PROFIBUS—DP作为实现通讯功能的现场总线协议。2PLC对于变频器控制的实现2.11PLC硬件组态PROFIBUS—DP总线通讯协议规定其

5、通讯对象的数据存取是按照主——从方式进行的，因此，当变频器作为PLC的从站时，每个从站都应有固定且唯一的地址，并且所有主——从站应按照相同的通讯速率组态至同一根PROFIBUS—DP总线上，如图1。在本例中，所使用的PLC为西门子S7-300系列6ES7313-6CF03-0AB0，在本PLC上自带有一PROFIBUS—DP总线通讯接口，通过此接口，其余从站以串行方式连接。2.2变频器的相关必要设置以ABB公司ACS800系列变频器为例，除去对电机的基本参数设置、完成辨识、设置保护参数后，还应该对以下参数进行设置方可正常通过PROFIBUS—DP总线与PLC通讯。其中：598.02代

6、表ACS800通过连接到插槽1上的Rxxx型现场总线适配器或者连接到RMIO板通道CH0上的Nxxx型现场总线适配器进行通讯。也可参见参数组51COMMMODDATA；98.07代表变频器采用ABBDrives协议；51.01代表变频采用PROFIBUSDP通讯方式；51.02代表PROFIBUSDP通讯地址，两台设备应采用不相同且固定的地址，在图2中可见，两台变频器分别采用的是地址2和地址3。51.03代表PROFIBUSDP通讯速率，在本例中，PROFIBUSDP总线使用的是1.5Mps的通讯速率。51.04代表PROFIBUSDP采用的是PPO4型通讯协议，2.3PLC程序上控

7、制字的实现PROFIBUS—DP总线通讯协议的数据报文头尾主要是用来规定数据的功能码、数据长度、奇偶校验、发送应答等通讯特性，在数据报文的头尾之间是本次传输的参数区（PKW）和过程数据区（PZD），PROFIBUS的数据结构如图2所示。其中PZD任务报文的第1个字是变频器的控制字STW，其各位所代表的含义如表1所示。其中10000为速度给定工程量值，具体大小依变频器不同而有所差异，QW102为变频器2个字HSW。同时，可以在变频器参数中通过设置，改变各PZ