采用profibus-dp現(xiàn)場(chǎng)總線的直流調(diào)速器控制系統(tǒng)

profibus，是一種國(guó)際化。開放式。不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。PROFIBUS傳送速度可在 9.6kbaud~12Mbaud范圍內(nèi)選擇且當(dāng)總線系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，所有連接到總線上的裝置應(yīng)該被設(shè)成相同的速度。廣泛適用于制造業(yè)自動(dòng)化、流程工業(yè)自動(dòng)化和樓宇、交通電力等其他領(lǐng)域自動(dòng)化。PROFIBUS是一種用于工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到車間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。
與其它現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)相比，PROFIBUS的最大優(yōu)點(diǎn)在于具有穩(wěn)定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)EN50170作保證，并經(jīng)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證具有普遍性。目前已應(yīng)用的領(lǐng)域包括加工制造。過(guò)程控制和自動(dòng)化等。PROFIBUS開放性和不依賴于廠商的通信的設(shè)想，已在10多萬(wàn)成功應(yīng)用中得以實(shí)現(xiàn)。市場(chǎng)調(diào)查確認(rèn)，在德國(guó)和歐洲市場(chǎng)中PROFIBUS占開放性工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的市場(chǎng)超過(guò)40%。PROFIBUS有國(guó)際著名自動(dòng)化技術(shù)裝備的生產(chǎn)廠商支持，它們都具有各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)并能提供廣泛的優(yōu)質(zhì)新產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)。
profibus應(yīng)用領(lǐng)域包括加工制造、過(guò)程和建筑自動(dòng)化，如今已成為國(guó)際化的開放式現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，即en50170歐洲標(biāo)準(zhǔn)和iec61158國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的一部分。并且，在2006年11月成為我國(guó)的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。
profibus由profibus-fms(fieldbus message specification)，profibus-pa(process automation)和profibus-dp(distributive peripheral)三部分組成。目前80%以上的profibus應(yīng)用是基于profibus-dp。
simoreg dc-master是全數(shù)字調(diào)速裝置，操作非常簡(jiǎn)單。simoreg dc-master在任何應(yīng)用場(chǎng)合，均具有較好的靈活性和經(jīng)濟(jì)性：
(1) 減輕主動(dòng)系統(tǒng)和總線系統(tǒng)壓力;
(2) 接口被減少了;
(3) 較少的電纜和較高的抗干擾度;
(4) 開環(huán)和閉環(huán)控制已集成到系統(tǒng)中;
(5) 開放的分布系統(tǒng)方案;
(6) 工藝軟件放入基本裝置中——bico技術(shù)。
使用新穎的bico技術(shù)使simoreg dc-master 在軟件功能性方面達(dá)到一個(gè)新水平。利用bico技術(shù)，功能塊按面向應(yīng)用功能單元型式去組合——這是一個(gè)簡(jiǎn)單的參數(shù)設(shè)置過(guò)程。
2 profibus-dp的直流調(diào)速器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
現(xiàn)以siemens公司的相關(guān)產(chǎn)品為例介紹現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的組成。作為profibus-dp網(wǎng)的典型配置如圖1所示，plc(simatic s7-300或s7-400系列)作為一級(jí)dp主站，他負(fù)責(zé)在預(yù)定的信息周期內(nèi)循環(huán)與從站交換信息，發(fā)送控制信息，讀取從站的狀態(tài)等，組態(tài)軟件wincc作為二級(jí)dp主站，用于系統(tǒng)操作與監(jiān)視等，simoreg dc-master加上cbp2通訊板(profibus通訊模塊)后作為從站，可帶這樣的從站32個(gè)，如果加上中繼器，最多可達(dá)127個(gè)從站。

圖1 profibus-dp網(wǎng)的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3 通過(guò)profibus-dp數(shù)據(jù)通訊
3.1 cbp2通信板
cbp2通信板是simoreg dc-master整流器的通信處理機(jī)，它負(fù)責(zé)控制simoreg dc-master與simatic s7-300之間的數(shù)字通信，simoreg dc-master接入profibus-dp網(wǎng)中接受控制，必須要與cbp2配合使用，在simoreg dc-master上有固定的插槽，來(lái)放置cbp2。
cbp2將被插入simoreg dc-master電控箱的槽2中，因此還要重新加以參數(shù)化，才能實(shí)現(xiàn)與simatic s7-300通訊。設(shè)置的具體流程如圖2所示。

圖2 參數(shù)設(shè)置流程

3.2 參數(shù)設(shè)置
在完成simoreg dc-master在profibus-dp網(wǎng)中的參數(shù)設(shè)定和電動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)設(shè)定后，使直流調(diào)速器進(jìn)行最優(yōu)化運(yùn)行，還應(yīng)完成以下參數(shù)設(shè)置：
(1) 為了達(dá)到6ra70與電動(dòng)機(jī)之間的精密匹配，6ra70額定直流電流(電樞和勵(lì)磁)的數(shù)值分別賦給參數(shù)p076.i001(電樞)，p076i002(勵(lì)磁);
(2) p051=25;
(3) p601.i001=k0015。
采用simatic s7-300系列的cpu315-2dp作為dp主站，cpu315-2dp系統(tǒng)本身具有profibus-dp接口，無(wú)需另外的通訊接口單元。在編程軟件step7中完成硬件網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，為直流調(diào)速器分配網(wǎng)絡(luò)地址，該地址必須與直流調(diào)速器cbp2板中設(shè)置的相同，在組織塊ob中選用sfc14“dprd_dat”、sfc15“dpwr_dat”系統(tǒng)功能塊向直流調(diào)速器的cbp2模塊接收/發(fā)送過(guò)程數(shù)據(jù)，如圖3所示。

圖3 plc與6ra70之間的通訊

plc向6ra70發(fā)送的控制字各位的定義如附表所示，可從只讀參數(shù)r652中讀出狀態(tài)。
附表 simoreg dc-master 6ra70的控制字的定義

工業(yè)組態(tài)軟件wincc提供各種plc的驅(qū)動(dòng)程序，本文實(shí)例要建一個(gè)profibus-dp的二級(jí)主站，所以選擇支持s7協(xié)議的通訊驅(qū)動(dòng)程序simatic s7 protocol suite，在其中的“profibus”下連接一臺(tái)s7-300，設(shè)置參數(shù)必須與plc中的設(shè)置相同。通過(guò)以上步驟，即完成了對(duì)整個(gè)變頻器控制系統(tǒng)profibus-dp網(wǎng)的組態(tài)與通訊。
4 結(jié)束語(yǔ)
采用profibus-dp現(xiàn)場(chǎng)總線的直流調(diào)速器控制系統(tǒng)，將增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，而且可根據(jù)工藝需要進(jìn)行靈活的功能修改，從而在長(zhǎng)期意義上大大的節(jié)約了成本。