基于PROFIBUSDP的變頻器網(wǎng)絡(luò)控制

//...
CALL "DPRD— DAT" ／／主站讀取變頻器8個(gè)字節(jié)(4個(gè)字)
LADDR ：=W 11O ／／從變頻器讀取數(shù)據(jù)的輸入?yún)^(qū)域所組態(tài)的起始地址；
RET_VAL：=MW20 ／／如果在函數(shù)運(yùn)行過程中發(fā)生錯(cuò)誤，返回故障代碼；
RECORD ：=P#M 30。0 BYTE 8 ／／所讀取的用戶數(shù)據(jù)的目的區(qū)域。要與在STEP 7中所選擇的模塊組態(tài)的數(shù)據(jù)長度相同。僅容許BYTE數(shù)據(jù)類型
//...
CALL "DPWR_DAT" ／／主站發(fā)送8個(gè)字節(jié)給變頻器(4個(gè)字)
LADDR ：=W #16#1OO ／／要被寫入數(shù)據(jù)的模塊的輸出地址中所組態(tài)的起始地址；
RECORD ：=P#M 6O。O BYTE 8 ／／與”DPRD_DAT”對應(yīng)的參數(shù)含義相同，不過RET_VAL：=MW22 ／／在這里RECORD聲明為“INPUT”；
//...

在表中看到，循環(huán)數(shù)據(jù)通道中IN Word3未用，如果在變頻器參數(shù)#2O.04映射為=1，這樣讀入的數(shù)據(jù)是沒意義的，應(yīng)予以屏蔽。

3.3 主站與遠(yuǎn)程I／O數(shù)據(jù)交換

PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)是將一般的“分散型外圍設(shè)備”看成主站所處的中央插槽中的I／O模塊。但實(shí)際位于中央插槽的I／O模塊與遠(yuǎn)程I／O在STEP 7軟件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)類型是不同的，不過對于其訪問方法是一致的，即都可以應(yīng)用STEP 7中的MOVE指令完成數(shù)據(jù)交換的。實(shí)際應(yīng)用程序中讀取遠(yuǎn)程I／O實(shí)例：

//...
L "ET200M_IN" ／／遠(yuǎn)程I／O輸入符號變量對應(yīng)PIW0，在變量表中定義
T MW 140 ／／通過MOVE將遠(yuǎn)程I／O輸入裝在至內(nèi)部中間繼電器Mw14O；
//...

3.4 系統(tǒng)監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)

STEP 7提供了大量的系統(tǒng)監(jiān)控功能組織塊。針對本系統(tǒng)應(yīng)用情況，采用了諸如OB86(分布式I／O系統(tǒng)中子網(wǎng)，機(jī)架或站出現(xiàn)故障)，OB87(通信故障)，OB122(I／O訪問錯(cuò)誤)，OBI21(程序錯(cuò)誤)等組織塊[6]。由于這些組織塊中的局部變量提供了所有其所處理故障的錯(cuò)誤類型、代碼，中斷優(yōu)先級及中斷調(diào)用時(shí)間等信息。那么在應(yīng)用中，采用了為每類故障定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)塊(DB)來記錄這些故障信息，比如故障類型，代碼和故障時(shí)間等，在主應(yīng)用程序中以一定的時(shí)間周期掃描這些DB，以完成整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)控。同時(shí)，正是調(diào)用了這些組織塊使得系統(tǒng)在某些故障下仍可保證系統(tǒng)控制程序的運(yùn)行，從而保證了整個(gè)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。

4 基于PROFIBUS—DP的變頻器控制在模擬控制系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1 算法描述

長定子換流技術(shù)描述了相關(guān)定子繞組基于當(dāng)前列車運(yùn)行狀態(tài)在時(shí)間上邏輯順序操作的方法，其過程可作為多電機(jī)在時(shí)間上的協(xié)調(diào)控制問題。對于長定子繞組換流技術(shù)的研究，可通過多電機(jī)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)來模擬。不同的運(yùn)行情況，要求不同的牽引力，從而導(dǎo)致不同的換流方法。其對應(yīng)的相關(guān)聯(lián)的定子繞組數(shù)量、控制設(shè)備數(shù)量及控制復(fù)雜度等都將不同?，F(xiàn)有的換流方法主要有：兩步法(列車站內(nèi)牽引)；三步法(列車高速運(yùn)行牽引)等。以兩步法為對象，將模擬磁懸浮列車一側(cè)相鄰兩個(gè)長定子繞組的控制方法。

兩步法過程如下：當(dāng)列車處于當(dāng)前定子段某位置時(shí)，開始降低此定子段電流(必須保證列車進(jìn)入下一定子段時(shí)電流為零)。當(dāng)電流為零時(shí)，切斷開關(guān)，斷開此定子段與電源電氣連接，并將下一定子段與電源連接，完成切換。整個(gè)過程中保證推力損失為最小。

4.2 控制初步實(shí)現(xiàn)

通過對基于PROFIBUS—DP的多電機(jī)控制系統(tǒng)的分析，采用了所形成的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)來模擬磁懸浮列車的換流過程，其控制結(jié)構(gòu)如圖2。將兩臺(tái)電機(jī)作為兩步法中的相鄰定子段，它們的速度和作為轉(zhuǎn)換過程中推力變化的一種數(shù)量描述。

以時(shí)間中斷組織塊OB35(時(shí)間基準(zhǔn)為100 ms)作為控制軟件周期查詢和更新狀態(tài)的時(shí)間基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器Counter1作為主站從遠(yuǎn)程I／O取得控制狀態(tài)信息和向變頻器輸出控制的時(shí)間周期，計(jì)數(shù)器Counter2作為非更新期間的網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視的時(shí)間周期。設(shè)計(jì)基于PROFIBUS—DP的網(wǎng)絡(luò)控制流程圖如圖3。

5 結(jié) 語

文中描述了基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的遠(yuǎn)程變頻控制系統(tǒng)，敘述了系統(tǒng)的硬件、軟件，實(shí)現(xiàn)了主站與各類從站的通信任務(wù)和系統(tǒng)監(jiān)控任務(wù)，完成了磁懸浮列車運(yùn)動(dòng)控制模擬系統(tǒng)的基本功能：列車運(yùn)行過程的各類狀態(tài)及長定子換流方法的模擬。討論了基于PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線的多變頻器調(diào)速系統(tǒng)的可靠性，智能性及靈活性等特點(diǎn)，為復(fù)雜的多電機(jī)協(xié)調(diào)控制問題的解決提供了參考。