PROFIBUS-DP通信適配器在紙機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
2 PR0FIBUS—DP通訊適配器在紙機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1 工程應(yīng)用背景
造紙機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)是一種多電機(jī)分部式傳動(dòng)系統(tǒng),傳動(dòng)點(diǎn)多,各傳動(dòng)點(diǎn)之間需要滿足一定的速比關(guān)系[3],并且有時(shí)需要在壓榨部、施膠部或壓光部進(jìn)行負(fù)荷分配控制,這就對控制設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的能力提出了更高的要求,傳統(tǒng)的RS485總線通信方式只適用于不多于20個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)、控制相對簡單的低速造紙機(jī),一旦車速達(dá)到500m/min,傳動(dòng)點(diǎn)多于20個(gè),系統(tǒng)便出現(xiàn)明顯的數(shù)據(jù)傳輸滯后、反應(yīng)慢 車速波動(dòng)、工作不穩(wěn)定等現(xiàn)象。為了適應(yīng)大型、高速、高性能造紙機(jī)的發(fā)展趨勢,新的總線控制方式[4].以及通訊接口就需要及時(shí)地被研發(fā)出來。
2.2 造紙機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)中
PROFIBUS-DP通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在工程應(yīng)用中,我們以可編程控制器PLC作為控制核心、變頻器作為功率執(zhí)行單元來實(shí)現(xiàn)多電機(jī)的同步運(yùn)行。下面我們以紙機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)中使用得比較廣泛的ABB公司的ACS400系列變頻器、西門子MIDIMASTER系列變頻器以及西門子PLC為例,分析PRoFIBUS—DP通信適配器完成協(xié)議之間互相轉(zhuǎn)換的過程。
PLC通訊一般使用RS485總線協(xié)議方式,為了接入高速DP數(shù)據(jù)處理通道,我們需要通訊適配器將其從RS485總線方式轉(zhuǎn)換為PROFIBUS-DP總線方式;ACS系列變頻器支持MoDBUS協(xié)議,而MIDIMASTER系列變頻器支持USS協(xié)議,這兩種協(xié)議互不兼容,互相之間無法交換數(shù)據(jù),由于本通信適配器同時(shí)集成了對MODBUS協(xié)議和USS協(xié)議的支持,因此可以通過本通信適配器,將ACS400系列變頻器和西門子MIDIMASTER系列變頻器接入到同一個(gè)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)中,其連接示意圖如圖3所示。實(shí)際中通過對通信接口程序的補(bǔ)充,還可以完成對其它在物理上使用普通RS485接口協(xié)議的支持,即可實(shí)現(xiàn)更多支持不同協(xié)議設(shè)備的連接到同一個(gè)PROFIBUS—DP網(wǎng)絡(luò)中。
2.3 通訊適配器對各變頻器在軟件上的實(shí)現(xiàn)過程
通訊適配器對各變頻器的操作在軟件上實(shí)現(xiàn)過程如下:DP主站向通信適配器發(fā)送數(shù)據(jù),通信適配器在接收到數(shù)據(jù)后,對其進(jìn)行解析,然后根據(jù)所連接的變頻器類型,把數(shù)據(jù)重新封裝成標(biāo)準(zhǔn)MODBUS格式或者USS格式發(fā)送給變頻器,變頻器在接收到數(shù)據(jù)后,回送響應(yīng)信息,完成相應(yīng)的操作,通信適配器再將接收到的響應(yīng)信息重新解析封裝成PROFIBUS-DP格式,然后回送給主站。這樣,一次操作完成。
2.4 通訊適配器與變頻器的數(shù)據(jù)交換
假設(shè)對于站地址為05的ACS400系列變頻器,要求其EXT1運(yùn)行頻率為5Hz,則主站向通信適配器發(fā)送數(shù)據(jù)交換報(bào)文,通訊適配器解析出報(bào)文中的數(shù)據(jù)單元DU如下:控制字,04H、7FH;給定1,07H、D0H;給定2,00H、00H;未用,00H、00H。假設(shè)此時(shí)使用的數(shù)據(jù)長度為8字節(jié)(實(shí)際中還可使用12字節(jié)),變頻器的通信參數(shù)已進(jìn)行正確設(shè)定。
通信適配器在對此數(shù)據(jù)單元進(jìn)行分析后,向變頻器發(fā)送如下格式所示的數(shù)據(jù):地址,05H;命令,06H;寄存器代碼,000 1 H ;數(shù)據(jù),07D0H;CRC,DA22H。變頻器接收到數(shù)據(jù)后回送的響應(yīng)數(shù)據(jù)為:地址,05H;命令,06 H ;寄存器代碼,000 1 H ;數(shù)據(jù),07DOH;CRC,DA22H。且完成相應(yīng)的操作。
由于USS協(xié)議與MODBUS協(xié)議不兼容, 主站在對西門子MIDIMASTER變頻器進(jìn)行操作時(shí),本通信適配器所收發(fā)送數(shù)據(jù)格式是不同的。例如,對于站地址為03的西門子MIDIMASTER變頻器,要求改變其運(yùn)行頻率為25Hz。則本通信適配器在對主站發(fā)出的數(shù)據(jù)交換報(bào)文進(jìn)行解析后,向變頻器發(fā)送如下的數(shù)據(jù):STx,02H;LGE,0CH ;ADR,03H ;PKE ,0000H ;IDN ,0000H ;VAL,0000H lSTW ,0C7FH ;HSW ,2000H;BCC,5EH。變頻器在接收到數(shù)據(jù)后,回送如下響應(yīng)數(shù)據(jù)為:STx,02H ;LGE,0CH ;ADR ,03H ;PKE,0000H lIDN ,0000H lV AL,0000H lSTW ,0C7FH ;HSW ,2000H IBCC,5EH。且完成相應(yīng)操作。
3 結(jié)語
結(jié)合紙機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng),對PROFIB U S-DP通信適配器的應(yīng)用進(jìn)行了說明,它能夠提高設(shè)備選擇的靈活性;提高紙機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確性及抗干擾能力。
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評(píng)論