冶金工程中變頻器與PLC通訊淺析

葛子建

（中冶長天國際工程有限責任公司電力分院 湖南長沙 410000）

冶金工程中變頻器與PLC通訊淺析

葛子建

（中冶長天國際工程有限責任公司電力分院 湖南長沙 410000）

引言

在冶金工程中，許多重要設備都采用變頻運行方式，如燒結廠的環冷機、燒結機、九輥和圓輥，如選礦廠的圓盤給料機、水泵和渣漿泵等。市場上主流的變頻器品牌，如施耐德、ABB、AB和西門子等，在傳統的DI、DO通道控制之外，還設有PROFIBUS，ETHERNET等通訊接口或通訊模塊，提供了另一種變頻器控制方法：變頻器與PLC通訊。本文以西門子CU240-2系統控制單元為例，對變頻器與PLC通訊進行淺析。

1 預定義接口宏概述

為滿足不同的接口定義，西門子控制單元提供了多種預定義接口宏，每種宏對應著一種接線方式。選擇其中一種宏后變頻器會自動設置與其接線方式相對應的一些參數，這樣極大方便了用戶的快速調試。

表1

設置預設宏或自定義宏后，在PLC中寫入狀態字，通過通訊傳給變頻器，便可實現對變頻器的起停控制，通過通訊讀會變頻器的狀態字，可在PLC中判斷變頻器的運行和故障狀態。

2 報文結構及控制字和狀態字

報文結構如表2。

表2

控制字具體設置如表3。

以報文20為例，要實現變頻器的正轉啟動，從15位到0位設定為0000 0100 0111 1111，轉化為16進制即047F，將此控制字由PLC通訊至變頻器，便可實現變頻器拖動電機正轉運行。如要實現變頻器反轉啟動，則將第11位由0改為1，即0000 1100 0111 1111，轉化為16進制即

0C7F，發送該控制字，即可實現變頻器拖動電機反轉運行。通過在PLC中輸入不同控制字，通訊至變頻器，便可實現變頻器的多種功能，如047E可實現變頻器停車，04FE可實現變頻器故障復位。

變頻器狀態字具體含義如表4。

將變頻器發送的狀態字，在PLC讀出，可根據每一個字節的數值，清楚的知道變頻器的運行狀態，且可以通過控制字設定變頻器運行頻率，可在狀態字中讀出變頻器實際轉速、實際電流、實際轉矩、有功功率和故障狀態等信息。

3 與傳統控制方式比較

優點：傳統控制方式主要是通過變頻器的DO、DI通道信號變化從而實現對變頻器的起停控制和讀取變頻器起停狀態，通過變頻器的AI、AO通道設定和讀回變頻器的頻率。此方法占用通道較多，接線比較復雜，且往往需要中間繼電器中轉信號，增加了故障點。如要實現變頻器的正反轉，并確定是否允許PLC控制，至少要占用3個DI通道，如要讀取變頻器是否故障，運行狀態，則需要占用2個DO通道。與之相比，利用變頻器與PLC通訊，只需要一根DP通訊線，一個16位的控制字，就可以實現所有的控制，讀回的狀態字，信息內容則更加豐富，控制和獲得反饋參數的操作十分簡單便捷。

表3

表4

缺點：若通訊線路出現干擾或PLC故障，便無法對變頻器實現控制功能，也無法獲取變頻器狀態。

4 結論

如果傳統控制方式和變頻器、PLC通訊方式同時采用，傳統通道控制作為變頻器通訊控制的備用，既能跟便捷的控制變頻器，獲取跟豐富的變頻器參數，又能在通訊不可靠的情況下，保證變頻設備能運用傳統控制方式起停。對重要變頻設備的正常運轉，是雙重保障。

文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2016）12-0103-02

2016-4-10

葛子建（1983-），男，工程師，主要從事電力設計工作。