PLC與西門子系列變頻器的DP網絡通訊探討

周英鵬

S7系列PLC和西門子系列變頻器DP網通訊程序研究，可以使變頻器的使用控制具有更強的可操作性。因為變頻器的控制面板雖然比較簡單，但其直觀性很差，且對其操作需要具備較強的專業素養，如把變頻器和PLC通過DP網聯系起來就會更方便的實現數據交換，而且可以改善變頻器只能單機控制的不足之處。隨著交流變頻控制技術和通訊行業的不斷進步，通過串行的通訊方式利用PLC來實現對變頻器的操作與控制，這種控制方式具有較強的抗干擾能力，響應速度快，可靠性高的特點，并且通過DP網串接站點提高了其傳輸數據的速率和傳輸數據的距離。

一、通訊實現概況

1，變頻器的通訊實現方案

S7系列PLC和西門子系列變頻器是中小型模塊的PLC系統，它能夠滿足極廣范圍內的各種功能模塊狀況，能夠完成自動控制的任務，并且其本身帶有I/O擴展模塊，使用戶可以根據自己的需求來選擇滿足自己的模塊。而且西門子變頻器有很好的靈活性能，適用于大多數場合，它能夠減少主動系統和總線系統的壓力，還具有開放的分布系統。其通訊為變頻器通過DP網接收PLC控制器的信號，PLC控制器根據輸出和接收到的反饋信號，通過PID調節后再向變頻器傳送頻率命令，在此過程中，PLC處于控制位置，變頻器則處于執行位置，變頻器則負責執行PLC的指令，以完成通訊設備的控制。

2，變頻器通訊實現要求

S7系列PLC與西門子系列變頻器通訊實現步驟，首先應該將變頻器進行參數設置，其次，PLC和變頻器進行通訊時也要設置相應的物理地址，由PLC來負責對信息的發送，讀取等狀態監控，最后是對于通訊裝置進行相應的設置，確定其數據傳輸的結構，在通訊的編寫過程中，應該首先確認變頻器的狀態字，確保變頻器是否是正常的工作狀態，然后根據命令組裝控制字并設定頻率值，同時讀取通訊信息

二、通訊常見故障

1，變頻器參數設置故障

變頻器的參數設置在運行中有著極其重要的作用，如果對變頻器的參數設置不正確，就會造成變頻器的控制效果不完全或者造成通訊系統不能正常運行，由于變頻器的控制效果與參數的設置是有直接關系的，因此如果想確保獲得很好的控制效果就應該對變頻器的參數根據實際需要的狀況進行相關參數的設置。

我廠遇見情況最多的基本是一些地址類，頻率源，信號源等類似的參數故障，以及一臺全新的變頻器投入使用需要設置的一些常見參數。

2，PLC與變頻器的通訊經常出現信號中斷

PLC與變頻器通訊中干擾信號的問題是比較常見的故障，這是因為變頻器在運行的過程中產生出一種對電網電壓有極強干擾力的電波，這種電波對電纜和PLC系統均有較強影響，會使通訊信號不受控制，容易造成通訊信號丟失和暫時中斷的狀況發生。

3，PLC的CPU上DP網絡報錯

CPU上的此報警是比較常見的報警，我廠采用的PLC400系列，DP接口有3個，DP1，DP2，以及一個擴展接口，在生產過程中，時常會遇見報警，一旦報警就會造成大面積停機，由于制絲車間設備都是連續控制的，一個點出現問題，就會造成整條線停機。

我廠的網絡一共分為制絲1段，制絲2段，制絲3段，制絲4段，以及除塵段，香料廚房段，和幾個單獨的PLC站點，DP1網一般都是串聯的各個I/O箱的IM151以及TP和水分儀，DP2網掛的全是變頻器，為什么把變頻器單獨串一起，就是因為變頻器受干擾的影響大，以及自身產生電波對電網有干擾。

擴展接口只有制絲2的CPU上才在使用，問題最多的網絡也就是制絲2段，為什么呢？因為制絲2段的站點太多，DP網線錯綜復雜，加上去年的一次大的技術改造，核子稱換電子稱，以前原有的核子稱的所有變頻器都是通過一臺單獨的PLC在控制，然后上掛以太網，而現在換的新的電子稱全是通過DP2掛在制絲2段CPU的擴展接口，這勢必將加大PLC的通訊壓力，再加上幾年前的新添加的特色工藝柜全是掛在制絲2段的CPU上，雖說現在未有使用，但是也會對通訊造成影響，因為正是因為特色工藝柜未有通電，CPU上的DP1一直報錯，雖說不會影響其他段的生產，但從通訊的角度來探討，他是分享了CPU資源的，試想在資源有限的情況下，拿出一部分資源不動，在剩下的資源中作出大量的運算和通訊肯定更加會加大通訊的難度，所以制絲2段的網絡波形圖是最大，也是最不穩定的，曾經和班長做了幾次測試，測試結果都顯示制絲2段的網絡通訊性能是最差的，示波器上展示出來的波形和其他段比有很大的差別，變頻器的信號傳輸自身已經有很大的干擾，再加上新安裝的電子稱的變頻器上掛制絲2的CPU，大大加重了CUP的負擔，特別是在夏天環境溫度升高，出問題的幾率就越大，所以整個制絲2段在每年的設備穩定運行統計表中，7，8月是故障高峰期，所以要解決此問題，只有在有限的條件下，盡自己最大能力來處理。

三、針對通訊常見故障的解決辦法

1，針對參數設置造成的故障問題

當變頻器發生參數設置故障的狀況時。首先應該確認電機的參數，額定電流，額定電壓，變頻器的功率大小。

由于我廠采用的DP網絡通訊，變頻器的地址參數是否符合（P0918），還得設置命令源（P0700），頻率源（P1000）等參數。

P0918 ? ? 地址都是唯一的，如果在更換變頻器時忘了地址，可以查找此電機的上一個或者下一個電機的變頻器地址，然后+1或者-1，這也算是上了這么多年跟班維修工作中總結的一點小技巧吧。

P0700 ? ? 這個命令源參數我廠基本所有變頻器都是設定的“6”（COM鏈路的通訊板控制），也就是對變頻器下命令的源頭來自通訊模塊的上位機

P1000 ? ? 同理頻率源設定為“66”（COM鏈路的通訊版控制），意思就是頻率大小的隨意改變只能上位機更改，現場變頻器操作面板上無法修改頻率。

這幾個參數在工作中是非常受用的，需要手動啟動變頻器，只需要把700和1000設置為1

2，針對PLC與變頻器的通訊經常出現信號中斷的問題

出現通訊信號中斷的狀況首先檢查相關的線路，是否有損壞和接觸不良的狀況。如果是此類情況就應該及時的對線路進行維修。其次是應該檢查附近是否有強烈的干擾源才造成通訊信號中斷的狀況，這種情況下就應該注重減少干擾信號的產生。最后在程序上進行檢查和完善，在接收和反饋信號的機制源頭上無源隔離器，以對信號中斷問題進行解決。

四、結束語

PLC與變頻器的通訊問題涉及的方方面面，包括變頻器本身，DP網絡通訊，PLC之間的聯系是密不可分的，其中任何一個環節出問題，都會造成大面積的故障，所以為什么網絡問題是最抽象，也是最難判斷和處理的問題，一是需要自身有一定的知識儲備，二是需要有豐富的現場經驗，需要故障的累計和自身的總結才能著手處理得了網絡問題，現在對電工這個職業要求也越來越高，多多儲備一些相關專業知識才會有自己的未來。

參考文獻

[1] ?張萬忠 可編程控制器應用實例（西門子S7-400系列）2008

[2] ?王宏林 PLC應用開發技術與工程實踐2009

[3] ?MICROMASTER 440使用大全2007