Control Logix與西門子變頻器DP通訊解決方案

李彬，譚明波

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Control Logix與西門子變頻器DP通訊解決方案

李彬，譚明波

（武漢船用電力推進裝置研究所，武漢 430064）

本文敘述了AB公司的Control Logix控制器與西門子變頻器之間，通過第三方設備MVI56‐ PDPMV1模塊，實現Profibus總線通訊的方法和步驟。簡要介紹了在建的三峽升船機系統中用到的試驗設備、試驗步驟、試驗現象和試驗結果。

PLC 變頻器 通訊

0 引言

當今自動化系統已經發展成集成控制系統，它將許多控制設備集成在一起，從按鈕到可編程控制器、從傳動器到軟件、從拖動裝置到人機界面，并要求能夠協調工作，具有足夠的靈活性，以適應不斷變化的生產需求[1]。

三峽升船機是世界上規模最大的升船機，通航噸位為3000噸級。三峽升船機計算機監控系統采用的是羅克韋爾公司的Control Logix系列控制器和監控產品，現場通訊采用Control NET網絡通訊；主傳動系統采用的是西門子SINAMIC S120系列變頻器，現場通訊采用Profibus-DP總線通訊。Profibus是歐洲標準的現場總線標準，DP型用于分散外設間的高速數據傳輸，在工業自動化領域得到廣泛應用[2]。兩套系統分別有各自的通訊協議。為了實現系統的功能，保證兩者之間的通訊正常，本文通過試驗的方式介紹了兩者之間實現通訊的方法和步驟。

1 控制系統組成

三峽升船機控制系統設備主要包括Control Logix處理器單元、控制網冗余模塊、遠程I/O通訊模板、觸摸屏、交換機、西門子變頻器、電機等。Control Logix系列控制器含有以太網、控制網、現場總線三種網絡，但不含有Profibus網絡，無法直接連接西門子SINAMIC S120系列變頻器，必須選擇第三方設備模塊進行轉換。

Prosoft公司生產的MVI56‐PDPMV1模塊，是專為羅克韋爾公司的Control Logix系列控制器支持Profibus網絡而設計，可在西門子變頻設備和羅克韋爾Control Logix控制器之間作為一個網關，安裝在遠程I/O的背板上。模塊通過自身的內部數據庫來實現ControlLogix處理器和Profibus網絡之間的數據交換。系統結構示意圖如圖1。

圖1 系統結構示意圖

2 網絡組態及通訊模板配置

所有硬件設備安裝布置完成后，先要對網絡通訊模板進行相應的設置，主機架上的兩個控制網節點模板CN2R設置為同一個節點地址，遠程機架上的兩個控制網節點模板CNBR設為不同的地址（1和2），主機架上兩個以太網通訊模板設置相同的IP地址。

網絡參數設置完成后，采用AB公司軟件RSlogix5000對網絡布置進行組態，在添加Prosoft通訊模塊MVI56_PDPMV1時，選擇Other下1756-MODULE，點擊OK，在模塊設置框中，將Name設置為MVI56_PDPMV1，Comm Format設置成Data-INT類型,Slot根據遠程框架中MVI56_PDPMV1所在的槽號設置為1，Connection Parameters按如圖2進行參數設置。

圖2 Connection Parameters設置

模板添加成功后，從電腦導入MVI56_ PDPMV1的DP通訊驅動，根據MVI56_PDPMV1模塊所在位置選擇正確的輸入和輸出連接，本項目中此模塊位于遠程框架1號槽內，由于之前組態時將遠程框架1756-CNBR命名為CNBR001，故輸入輸出分別選擇為CNBR001:1:I、 CNBR001:1:O。導入成功后，將配置好的文件下載到PLC中。

網絡組態下載成功后， MVI56_PDPMV1模塊需要另外配置，這是實現和西門子變頻器通訊最重要的一環，打開PROSOFT自帶的軟件ProSoft Configuration Builder，在默認模塊中選擇MVI56_PDPMV1，模塊的通訊模式選擇為默認模式。然后配置Profibus-DP網絡，在PROFIBUS選項中設置Profibus DP地址、波特率等，然后導入西門子變頻器的GSD文件，并導入相應的圖片，導入后對DP網絡進行組態，MVI56_PDPMV1模塊作為主站，西門子變頻器為從站模式進行配置，分別設置相應的主從站地址。如圖3所示。

圖3 Profibus-DP網絡配置圖

配置完成后，在CIP Path Edit對話框中編輯MVI56_PDPMV1的連接路徑，路徑根據前面AB網絡的相關網絡參數進行設置。如圖4所示：

圖4模塊連接路徑配置圖

路徑設置完成后，將將配置下載到MVI56_ PDPMV1模塊中。

3 變頻器和電機相關參數設置

設置電機參數，并將變頻器組態為通過Profibus網絡控制正、反轉，啟、停，速度。關鍵參數如下所示：

P101銘牌電壓；

P102額定電流；

P105額定功率；

P107額定頻率；

P108額定轉速；

P109額定極對數；

P53設置為7，定義接口功能；

P60設置為7，選擇當前菜單功能；

P918.1默認是3，設置為3，表示網絡節點地址；

P554.1原來是5，設置為3100，表示網絡啟停；

P368設置為6，將速度源設為PLC

P443.1原來是58，設置為3002，速度源為PLC

P734.3設置為148（反饋速度）

P734.4設置為22（輸出電流）

P571.1設置為3111（正向）

P572.1設置為3112（反向）

4 程序邏輯

在RSlogix5000中編寫程序處理Control Logix控制器和西門子變頻設備之間的數據交換，設置第一與第二個輸出的PZD為變頻器給PLC的狀態字，設置第三個為變頻器反饋給PLC的實際輸出頻率的百分比值，第四個為變頻器反饋給PLC的實際輸出電流的百分比值。輸出PZD數據輸入到PLC程序中的Input數據區，一個PZD對應兩個SINT數據。設置第一輸入的PZD為PLC給變頻器的控制字,第二個為PLC給變頻器的的輸出頻率，輸入PZD數據輸出到PLC程序中的Output數據區，數據對應同上。

觸摸屏編輯界面如圖5所示。

圖5 觸摸屏編輯界面

正確完成以上相關設置組態以后，可以通過觸摸屏實現對電機的控制。包括：正、反轉啟動、停止、速度調節、速度反饋及變頻器輸出電流反饋。

5 實驗結果

按照前述的設置，當PLC發16#0C0F指令時，電機正向運行；當PLC發16#140F指令時，電機反向運行；當PLC發16#040E指令時，電機停止。電機運行參數如下表所示

運行頻率（Hz）輸出電流(A)輸出電壓(V) 03.311.8 12.55.399.9 256.0199.9

最終，實現了AB Control Logix控制器通過Profibus網絡對西門子變頻器的完美控制。

[1] 李鳳閣, 佟為明編著. 電氣控制與可編程控制技術. 北京: 機械工業出版社, 2008.

[2] 張云生, 祝曉紅, 王靜編著. 網絡控制系統. 重慶: 重慶大學出版社, 2002.

Control Logix and Siemens Inverter Network Communications Solutions

Li Bin, Tan Mingbo

(Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China)

TP273

A

1003-4862（2014）08-0018-03

2013-10-21

李彬（1979-），男，本科。研究方向：工業自動化。