【正文】 數(shù)P0771[1]2121通道二輸出頻率參數(shù)P0776[0]01定義電壓輸出P0776[1]01定義電壓輸出P0777[0]00電流輸出的下限值P0777[1]00電流輸出的下限值P0778[0]00對應輸出電壓0VP0778[1]00對應輸出頻率0HzP0779[0]100100定義上限100%對應P0779[1]100100定義上限100%對應P0780[0]2020輸出電流的上限P0780[1]2020輸出電流的上限 硬件連接硬件連接如附錄所示，首先把上位機和兩臺PLC連接在一起，使用第二節(jié)自制的PROFIBUS電纜連接，CP5611和從站集成DP口上的總線連接器開關檔打到ON,主站的DP接口的開關打到OFF擋。由于MM440沒有配置集成DP口，由端子排輸入給定010V模擬量作為控制信號。 PLC從站和MM440的連接 從站作為控制站，控制MM440驅(qū)動電機，控制有正反轉(zhuǎn)允許、正反向點動允許、010V模擬量輸入。MM440的8端子為數(shù)字量輸入端子，模擬量輸入通道1端子為4。所以有如下的連接：，。PLC模擬量輸出通道1（AO0）連接變頻器的4端子，即PLC的X11的16端子連接變頻器3號端子（模擬量輸入正端），即PLC的X11的20（參考電位）端子連接變頻器4號端子（模擬量輸入負端）。當運行程序時，變頻器正轉(zhuǎn)允許，準備運行，只要接收到上位機的設定速度，變頻器驅(qū)動電機會按設定的速度正轉(zhuǎn)運行，反轉(zhuǎn)同理。電機轉(zhuǎn)速由從站輸入的模擬量控制，當電機的轉(zhuǎn)動允許后，上位機給定速度（700r/min）在從站里經(jīng)過系統(tǒng)功能塊FC106把數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量（5V）送模擬量輸出通道0輸入變頻器的模擬量通道1，經(jīng)過內(nèi)部轉(zhuǎn)換為運行頻率（25Hz）驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動。，電機正向點動允許，當在上位機操作界面按下點動按鈕的時候,電機會按設定的轉(zhuǎn)動方向正轉(zhuǎn)運行，反向點動則相反，點動運行的頻率為參數(shù)表里設置的頻率運行。 PLC主站和變頻器連接 主站作為監(jiān)控站，負責讀取變頻器的運行頻率和輸出電壓。MM440有兩個模擬量輸出通道，通道1端子為113，通道2端子為227。經(jīng)過變頻器參數(shù)設置后確定通道1輸出變頻器輸出電壓模擬量，通道2輸出變頻器運行頻率模擬量。所以有如下的連接：PLC的X11的模擬量輸入通道AI0的2號引腳連接變頻器的12號端子，4號引腳連接變頻器的13號端子；PLC的X11的模擬量輸入通道AI1的5號引腳連接變頻器的26號端子，7號引腳連接變頻器的27號端子。變頻器經(jīng)過參數(shù)設置，把運行頻率和輸出電壓轉(zhuǎn)換為010V的模擬量信號輸出到模擬量輸出通道2和通道1，系統(tǒng)運行時，PLC的模擬量輸入通道讀取模擬量經(jīng)過系統(tǒng)功能塊FC105把010V的模擬量轉(zhuǎn)換為0380V 和050Hz的數(shù)字量，并經(jīng)由PROFIBUS電纜送上位機監(jiān)控界面顯示。要注意的是，變頻器實際上并沒有電壓類型的模擬量輸出，只有020mA的模擬電流輸出。為了獲得010V的電壓輸出，需要在模擬通道2的兩個接線端子間接入一個500Ω的電阻，把電流輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸出。 電源、接觸器、繼電器連接 本次變頻器用的是三相四線380V的交流電源，PLC用的是220V的交流電源，繼電器用的是PLC電源模塊PS提供的直流24V電源，可以控制220V的交流電通斷，接觸器的線圈電壓是220V交流，可以控制380V三相電通斷，電機Y型連接。如附錄所示，從三相四線引ABC三相經(jīng)過具有保護作用的空氣開關，再經(jīng)過在上位機里可控通斷的交流接觸器，再到到變頻器MM440。變頻器轉(zhuǎn)換后引輸出電壓至三相電源到電動機。從三相四線中引A相經(jīng)過繼電器的接線端子5，再從接線端子9到引到接觸器的A1接線端子，接觸器的接線端子A2引回三相四線的地線N。其中繼電器的9是一對常開觸電，接觸器的AA2是線圈的兩個接線端子。，接觸器的接線端子13引回PLC的公共負端M，即30號端口。當運行程序時，繼電器9常開觸點閉合，220V電壓接通，接觸器線圈得電，常開觸點閉合， MM440得電可以準備運行。當其它程序運轉(zhuǎn)時，電機轉(zhuǎn)動。注意所有設備都應該接地，只有保證接地，設備運行的時候才不會出現(xiàn)很多異常問題。 到此，所有硬件連接已經(jīng)完成，在下一節(jié)將對整個系統(tǒng)調(diào)試運行。5 調(diào)試運行由于諸多原因，網(wǎng)絡擴展主從PLC的通信調(diào)試一直不成功，所以本次調(diào)試只保留主站，從站所有功能集成到主站PLC上調(diào)試。在軟件設計部分里編輯好了LAD程序和操作界面并經(jīng)過PLCSIM仿真調(diào)試成功，還必須要在硬件系統(tǒng)上實際調(diào)試才行。連接上位機和PLC，在控制面板里設置PC/PG口為CP5611(PROFIBUS)，,最高站地址126等參數(shù)。保證設置的參數(shù)和硬件組態(tài)里設置的參數(shù)一至才能連接成功。打開PLC電源，PLC的DC 5V電源指示燈和STOP指示燈會亮。連接成功后，把STEP7里編好的程序下載到MMC卡里，注意一定要先下載硬件組態(tài)。下載好程序后，進入調(diào)試環(huán)節(jié)。打開WinCC操作界面，設置連接驅(qū)動中系統(tǒng)參數(shù)設置下的通信單元，把通信單元選項中的邏輯單位名稱改為CP5611(PROFIBUS)，確保參數(shù)一致性。如下圖51所示。把PLC的開關檔從STOP打到RUN，PLC進入運行狀態(tài)，在上位機操作界面中點擊通信測試,，通信測試的燈亮起來，證明通信成功。首先對系統(tǒng)進行復位，接下來對接觸器進行閉合操作，可以看到繼電器首先閉合，然后接觸器線圈得電，接觸器閉合。變頻器得電，對變頻器按照上一節(jié)的步驟進行參數(shù)設置，設置好參數(shù)后，變頻器MM440進入準備運行狀態(tài)。然后對在操作界面里發(fā)出其它的命令，可以看到預期的結(jié)果，本次調(diào)試完成。圖51 WinCC系統(tǒng)參數(shù)設置6 結(jié)論經(jīng)過調(diào)試運行，本次設計圓滿完成任務書中指定的要求。本文主要是設計基于PROFIBUS的電力傳動控制系統(tǒng)，上位機與PLC之間的通信用PROFIBUS通信實現(xiàn)，通過PROFIBUS通信電纜直接進行數(shù)據(jù)交換。以PLC控制變頻器MM440，MM440作為現(xiàn)場電機的直接上層控制器，需要在開機后進行參數(shù)設置，參數(shù)設置在BOP板中進行。設置好后才能夠跟PLC通信，因為變頻器在參數(shù)中設置為輸入模擬量010V作為050Hz的控制標準，該變頻器在接收到PLC模擬量輸出I/O口送過來的模擬信號并在允許轉(zhuǎn)動的時候會送電給異步電動機，電機會按上位機給定的要求運行。本次的電力傳動裝置用一個實驗室的三相異步電動機來代替，滿足任務書要求。PLC作為主要控制器，當編好程序下載進去，與上位機變量連接之后，同時上位機發(fā)出命令后，PLC的CPU處理好數(shù)據(jù)并執(zhí)行相應的命令。當電機運行后，PLC會采集變頻器的數(shù)據(jù)，運算出電機的運行數(shù)據(jù)后送上位機顯示。PLC與變頻器MM440的數(shù)據(jù)交換是轉(zhuǎn)換成010V的模擬量后通過導線連接傳送。 本文已經(jīng)全部完成任務書中的要求，采用PROFIBUS協(xié)議通信，達到在上位機中操作電機的運行狀態(tài)且能無級調(diào)速，同樣可以采集變頻器的參數(shù)和上位機里實時顯示參數(shù)。本文還是有一些不足之處：本控制系統(tǒng)建立的網(wǎng)絡比較單一，只有上位機和PLC構(gòu)成了PROFIBUS網(wǎng)絡通信。由于知識儲備不足，實際搭建網(wǎng)絡通信比較困難等，預計的擴展主從網(wǎng)絡PROFIBUS通信沒有實現(xiàn)，最終完成的硬件系統(tǒng)里只用到了一臺PLC,與上位機構(gòu)成簡單的網(wǎng)絡，不過指定的要求仍能完成。如果變頻器集成有RS485接口或者通訊板，本控制系統(tǒng)將可以擴展實現(xiàn)分布式群機控制，即通過一臺上位機和一臺主站PLC，控制最多達31臺變頻器和電機，實現(xiàn)真正意義上的PROFIBUS的工業(yè)通信功能。參考文獻[1].柴瑞娟等．西門子PLC高級培訓教程．北京：人民郵電出版社，2009.[2].馬寧等．S7300 PLC和MM440變頻器的原理與應用．北京：機械工業(yè)出版社，2006.[3].張廣明等．機電系統(tǒng)PLC控制技術(shù)．北京：國防工業(yè)出版社，2007.[4].吉順平等．西門子現(xiàn)場總線通信原理與應用．機械工業(yè)出版社，（1）.[5].西門子PLC通訊技術(shù)規(guī)范．西門子公司技術(shù)支持文檔，2010.[6].STEP7通訊基礎．西門子公司技術(shù)支持文檔，2010.[7].WinCC應用培訓指南．西門子公司技術(shù)支持文檔，2010.[8].S7300編程手冊. 西門子公司技術(shù)支持文檔，2010.[9].MM440操作手冊. 西門子公司技術(shù)支持文檔，2010.[10].李正軍．現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)及其應用技術(shù)．北京：機械工業(yè)出版社，2011.[11].CPU314C2PN/DP產(chǎn)品信息. 西門子公司技術(shù)支持文檔，2010.[12].PROFIBUS現(xiàn)場總線安裝指導. 西門子公司技術(shù)支持文檔，2010.[13].Jun Xu and YanJun Fang. 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