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基于Profibus-DP的安川变频器在连铸机中的应用
来源：艾特贸易2017-06-05
简介1 ．系统介绍 众所周知， Siemens S7 系列 PLC 是目前国内应用较为广泛的一种 PLC ，而安川 VS G7 系列变频器则是性能价格比较高的一种变频器，它们两者在传动控制系统中的合理组合，无
1．系统介绍
众所周知，Siemens S7系列PLC是目前国内应用较为广泛的一种PLC，而安川VS G7系列变频器则是性能价格比较高的一种变频器，它们两者在传动控制系统中的合理组合，无疑是一种较好的选择。
在大型圆坯连铸机控制系统中，将用于结晶器振动和拉矫机传动装置调速的安川VSG7变频器接入以SIEMEMNSS7-400 PLC (CPU 414-2DP)为主站的Profibus-DP网络中，通过Profibus-DP，主站可监视变频器的运行状态，也可设置和改变其内部参数。
安川变频器和其他厂家生产的变频器一样，不能直接接入Siemens的Profibus-DP网络，而必须通过专用的接口卡SI-P1并需要相应的配置软件。SI-P1卡可用于安川变频器的G5、F7和G73个系列。当用于VS G7系列时，将其插入变频器的2CN插槽中，并用DP总线电缆和总线连接器与Profibus-DP的主站（这里为S7-400 PLC的CPU414-2DP)的DP口相连接，本系统中在一条专供电气传动用的Profibus-DP总线上接入了8台变频器（图6.8）。
图6.8 安川变频器接入Profibus-DP网络系统拓扑结构
2．系统组态和相关设置
(1)系统组态
使用SI-P1卡需在PLC的编程软件（如Siemens的STEP 7）中配置一通用源数据描述文件GSD (Version 3.1，此文件可在安川公司(YASGAWA)的网站中下载，文件名为YASKOOCA. gsd)。当在PLC的编程软件中装入了SI-P1卡的配置文件GSD之后，在用STEP 7的硬件配置功能配置Profibus-DP网络并组态有关硬件时，即可在系统中识别安川变频器的SI-P1卡的配置图标，并可将其作为网络上的一个从站来组态，然后设置有关参数。在本系统中，8台变频器的从站地址分别为1、3～9，其中从站1的I/O通信数据符号编辑如图6.9所示。
(2)使用SI-P1卡所需的设置
使用SI-P1卡，需设置卡（即从站）地址、通信参数（在配置主站，即PLC的CPU时统一设置），并配置变频器的相关群组参数，以下是各项有关设置。
1)设置卡（即从站）地址：用两个（旋转）地址开关（分别设置地址的个位和十位）设定变频器（作为从站）的（硬件）地址，该地址应与用STEP7编程软件配置的该变频器的SI-P1卡在Profibus-DP网上的（软件）地址一致。
2)设定通信速率：当在Profibus-DP网的主站(PLC的CPU)上设置了通信速率后，网络上的各SI-P1卡的通信速率也就自动设置了。通信速率可在9.6kb/s～12Mb/s之间设置，通常设置为1.5Mb/s。
图6.9 从站1的I/O通信数据符号编辑
3)变频器的相关设置如下。
B1-01：频率基准输入方式设为3（选择的通信卡）。
B1-02：运行指令输入方式设为3（选择的通信卡）。
F6-01：当通信出错时的输入方式设为0（继续运行）。
F6-02：设置为1
F6-03：设置为3。
虽然主设置采用了网络数据通信方式，但变频器的“非常停止”输入端(S12)在任何运行指令输入方式下均有效。
(3) Profibus-DP Master（主站）与VS G7变频器之间的数据传输
高速I/O数据区的输入、输出数据各为16B（即Byte 0～Byte 15，含扩展数据），其中基本数据的长度各为6B。
1)从PDP Master传送至VS G7变频器的主要数据（输出数据）。
字节0和字节1：用于操作指令，当bit0为“1”时正转，当bit1为“1”时反转，bit2～bit7相当于变频器的H1-01～H1-06设置时控制端子3～8的功能；当bit8为“1”时为外部故障，当bit9为“1”时为故障复位，bitA～bitF各位未使用。
字节2和字节3：用于速度指令（速度基准值设置），按字为单位传送（含低字节和高字节），速度设置分辨率为1/0.01Hz。
字节4和字节5：用于转矩基准/限制的设置。
2)从VS G7变频器传送至PDP Master的主要数据（输入数据）。
字节0和字节1：用于监视变频器的状态，bit0为“1”时为正转运行，bit1为“1”时为零速度，bit2为“1”时为反转运行，bit3为“1”时为复位指令接收等。
字节2和字节3：用于速度反馈（速度测量值），按字为单位传送（含低字节和高字节），速度测量分辨率为1/0.01Hz。
3．应用程序举例
若用STEP7配置的1号从站的地址为1，其输入字节的首地址为IB128，输出字节的首地址为QB96，则关于PDP主站与变频器之间数据传输的示例程序如以下所示（包括变频器及其驱动电动机的正转、停止、反转等方向指令、速度设定值指令和运行状态及速度反馈值监视）。
A I 10.2 复位/停止指令信号为“1”
AN I 10.0 正转指令信号为“0”
AN I 10.1 反转指令信号为“0”
L W#16#0000 装载十进制的0至累加器1
T MW 100 复位MW 100
T MW 108 复位MW 108
T PQW 96 停止，方向字为“0”
T PQW 98 速度设定值字为“0”
A I 10.0 正转指令信号为“1”
AN I 10.1 反转指令信号为“0”
S M 100.0 MW 100的bit0置“1”
R M 100.1 MW 100的bit1置“0”
LMW 100 装入方向字
T PQW 96 正转，QB 96的bit0为“1”
L W#16 #1400 装载十进制的5120至累加器1
T PQW 98 传送至速度设定值字
A I 10.1 反转指令信号为“1”
AN I 10.0 正转指令信号为“0”
S M 100.1 MW 100的bit1置“1”
R M 100.0 MW 100的bit0置“0”
L MW 100 装入方向字
T PQW 96 反转，QB 96的bit1为“1”
L W#16 #1400 装载十进制的5120至累加器1
T PQW 98 传送至速度设定值字
L PIW 128 将变频器运行状态字装入
T MW 108 变频器的状态字中间变量
A M 108.0 正转运行信号为“1”
= Q10.0 正转运行信号灯
A M 108.2 反转运行信号为“1”
= Q 10.2 反转运行信号灯
A M 108.1 停止信号为“1”
= Q 10.1 停止信号灯
O M 108.0 正转运行信号为“1”
O M 108.2 或反转运行信号为“1”
L PIW 130 装入变频器的速度反馈值
T MW 110 变频器的速度测量值中间变量
上述STEP7的语句表程序也可用梯形图表达。
另外，数据通信的另一种编程方式就是调用功能块：PLC主站通过系统功能SFC14 (DPRD _ DAT)和SFC15 (DPWR _ DAT)对各从站分别进行数据读、写操作。
