PROFIBUS－DP總線技術(shù)在焦?fàn)t車輛中的應(yīng)用

0 引言

焦?fàn)t車輛由于受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的限制，其整體結(jié)構(gòu)緊湊，且是多層布置，尤其是電器室由于受機(jī)械部分制約分布更加分散，往往被分割為多個(gè)且布置在不同的平臺(tái)上。煉焦車輛結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動(dòng)作多樣，動(dòng)力回路與控制回路遍布車上的各個(gè)部分，為了適應(yīng)電器室的分布，減少安裝空間，減少硬線布線、減少故障點(diǎn)，降低故障率、使故障診斷更加方便、簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確和直觀，提高抗干擾能力和提高控制精度，廣泛采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)顯得十分必要。

ProfiBus-DP是fieldBus應(yīng)用于高速設(shè)備分散控制或自動(dòng)化控制的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)總線，具有嚴(yán)格的認(rèn)證規(guī)范、開放的標(biāo)準(zhǔn)、眾多廠商的支持和不斷發(fā)展的應(yīng)用行規(guī)，現(xiàn)已得到廣泛的運(yùn)用，幾乎所有的常用變頻器都支持該總線通訊。

1 系統(tǒng)組成

控制部分采用西門子S7-300系列PLC，CPU 采用具有DP接口的315-2DP模塊，總線采用Profibus-DP總線，傳動(dòng)部分采用ABB的ACS800系列變頻器，檢測(cè)大部分采用的是接近開關(guān)與行程開關(guān)，輸入輸出信號(hào)接入就近的現(xiàn)場(chǎng)分布式I/O(ET200)分站，在液壓站與操作臺(tái)分別設(shè)遠(yuǎn)程I/O(ET200)分站，變頻器作為遠(yuǎn)程I/O設(shè)備分站。

2 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)及參數(shù)設(shè)置

2.1 組態(tài)主站

2.1.1 S7—300主站。

2.1.2 Profibus的屬性設(shè)為：DP Master。根據(jù)總線長(zhǎng)度設(shè)置相應(yīng)的傳輸速率。

2.1.3 在OBl中調(diào)用特殊功能塊SFCl4和SFCl5，完成從站(Master Drive)數(shù)據(jù)的讀和寫。

2.2 組態(tài)從站

2.2.1 在DP網(wǎng)上插入ET200M從站，定義各Profibus-DP從站地址。

2.2.2 在PLC上裝載變頻器的Profibus-DP通訊適配器的驅(qū)動(dòng)軟件ABB Drive RPBA-01。

在DP網(wǎng)上插入Master Drive調(diào)速裝置，定義Profibus-DP從站地址，設(shè)置與主站相同的通訊傳輸速率。

組態(tài)Mater Drive的通信區(qū)，通訊數(shù)據(jù)區(qū)有兩種通訊模式：WHOLE CONS和WORD CONS。在WHOLE CONS模式中，PZD 和PKW數(shù)據(jù)區(qū)都是連續(xù)的，主站需要在PLC程序中調(diào)用SFC14和SFC15來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打包和解包。通信區(qū)與應(yīng)用有關(guān)。

過程參數(shù)區(qū)(PZD)，如控制字和設(shè)定值或狀態(tài)信息和實(shí)際值。

參數(shù)區(qū)(PKW)用于讀/寫參數(shù)，如讀取故障，并且讀出一個(gè)參數(shù)的特征信息，諸如最小/最大限制等。

3 變頻器參數(shù)設(shè)置

現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)和傳動(dòng)單元之間的通訊采用數(shù)據(jù)集，一個(gè)數(shù)據(jù)集(縮寫為DS)包括三個(gè)16位字，稱為數(shù)據(jù)字(DW)ACS800標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序支持四個(gè)數(shù)據(jù)集，每一方向上有兩個(gè)，即兩個(gè)用于發(fā)送，兩個(gè)用于接收。

兩個(gè)數(shù)據(jù)集作為主給定數(shù)據(jù)集和輔助給定數(shù)據(jù)集用于控制傳動(dòng)單元。傳動(dòng)單元分別從參數(shù)90.04和90.05中讀取這兩個(gè)主輔給定數(shù)據(jù)集。主給定數(shù)據(jù)集的內(nèi)容是固定的，而輔給定數(shù)據(jù)集的內(nèi)容可以通過使用參數(shù)90.01，90.02和90.03進(jìn)行選擇。

兩個(gè)數(shù)據(jù)集作為主實(shí)際信號(hào)數(shù)據(jù)集和輔實(shí)際信號(hào)數(shù)據(jù)集，包含有傳動(dòng)單元的實(shí)際信息。這兩個(gè)數(shù)據(jù)集的內(nèi)容可由參數(shù)組92選定。

3.1 ACS800系列變頻器提供了多種可選現(xiàn)場(chǎng)總線接口模塊，在本例中選擇Profibus-DP總線適配器RPBA-01插入RMIO的第一插槽內(nèi)。

3.2 通過以上現(xiàn)場(chǎng)總線適配器來建立通訊。

3.2.1 98.02設(shè)為FIELDBUS，啟動(dòng)傳動(dòng)單元和現(xiàn)場(chǎng)總線適配器之間的通訊，激活模塊設(shè)置參數(shù)。在實(shí)現(xiàn)通訊之后，模塊參數(shù)可以使用傳動(dòng)單元里的參數(shù)組51來配置。

3.2.2 98.07設(shè)為GENERIC/選擇有效的通訊協(xié)議。

3.2.3 10.01設(shè)為COMM.CW/現(xiàn)場(chǎng)總線控制字。10.07設(shè)為1/現(xiàn)場(chǎng)總線控制字(除了位11)有效。

3.2.4 11.03設(shè)為COMM.REF/現(xiàn)場(chǎng)總線給定值。

3.2.5 16.01設(shè)為COMM.CW/通過現(xiàn)場(chǎng)總線字位3使Run.Enable信號(hào)的控制有效。16.04設(shè)為COMM.CW/通過現(xiàn)場(chǎng)總線控制位7使故障復(fù)位有效。

3.2.6 其它現(xiàn)場(chǎng)總線控制的傳動(dòng)控制參數(shù)按實(shí)際需要設(shè)置。

4 結(jié)論

Profibus-DP總線技術(shù)在焦?fàn)t車輛上成功應(yīng)用，在運(yùn)用中效果良好，從站ET200和從站ABB變頻器與主站S7-300進(jìn)行有效、可靠的信號(hào)傳輸，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)。適合用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。Profibus-DP總線實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的兼容性。Profibus-DP總線是一種性能優(yōu)良的現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)：

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[2] SIMATIC組態(tài)硬件和通訊連接