基于PROFIBUS DP的MM440變頻器遠(yuǎn)程控制

葛大衛(wèi)

【摘 要】西門子MM440變頻器不僅具有很好的運(yùn)行可靠性和多樣的控制功能，而且具有強(qiáng)大的通訊功能。在安裝PROFIBUS模塊后，MM440可以接入高速的DP通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。本文介紹了使用西門子S7-300 系列PLC通過PROFIBUS DP總線遠(yuǎn)程控制MM440的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。本方案分為硬件設(shè)置和軟件設(shè)計(jì)兩部分，實(shí)驗(yàn)證明可以很好的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制MM440。

【關(guān)鍵詞】MM440；變頻器；S7-300；PROFIBUS DP

Design of MM440 Inverter Remote Control Based On PROFIBUS DP

GE Da-wei

（Beijing Information Technology College， Beijing 100015， China）

【Abstract】SIEMENS MM440 inverter not only has a good operating reliability and diverse control functions， but also has a strong communication function.After installing the PROFIBUS module， the MM440 can access the high speed DP communication network to realize the remote control. This paper introduces the design scheme of the control system of MM440 based on the PROFIBUS DP bus remote control system using the SIEMENS S7-300 series PLC. The scheme is divided into two parts， hardware design and software design. The experimental results show that it can achieve remote control of MM440.

【Key words】MM440； Inverter； S7-300； PROFIBUS DP

MM440是西門子公司生產(chǎn)的通用型矢量變頻器，它性能穩(wěn)定質(zhì)量可靠功能齊全。MM440變頻器由微處理器控制，采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）作為功率輸出器件，其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的。因此，它具有很高的運(yùn)行可靠性和功能的多樣性，降低了電動機(jī)運(yùn)行的噪聲，為變頻器和電動機(jī)提供了良好的保護(hù)[1]。

1 MM440的特點(diǎn)

MM440具有以下特點(diǎn)：

1.1 豐富的控制功能

通過P1300參數(shù)可以選擇從V/F控制到帶傳感器的矢量控制VC等12種不同特點(diǎn)的控制模式，適用于恒轉(zhuǎn)矩、變轉(zhuǎn)矩等各種性質(zhì)負(fù)載，滿足各行業(yè)的驅(qū)動控制要求。

1.2 自由功能模塊和BICO技術(shù)

MM440繼承和吸收了6SE70工程型變頻器的許多優(yōu)良特點(diǎn)，其中最具實(shí)用性的是具有區(qū)別一般通用變頻器的自由功能模塊和BICO技術(shù)，利用豐富的自由功能模塊和靈活的BICO技術(shù)，可方便地實(shí)現(xiàn)各種不同目的的組態(tài)設(shè)計(jì)，完成復(fù)雜控制設(shè)計(jì)的要求。

1.3 豐富的停車和制動功能

MM440具有3種停車方式，即按斜坡減速停車（OFF1）、慣性停車（OFF2）快速停車（OFF3）。3種制動功能，即直流制動、復(fù)合制動、動力制動（須外接制動電阻，75kW以下已內(nèi)置制動單元）。停車方式和制動方式的靈活配用，可適應(yīng)不同機(jī)械慣性負(fù)載的要求。

1.4 強(qiáng)大的通訊功能

利用PROFIBUS通訊可選件，可以將MM440接入開放的、高速的DP網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)性能更佳、精度更高的通訊控制[1]。PROFIBUS是一種國際化.開放式.不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，廣泛適用于制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化和樓宇、交通電力等其他領(lǐng)域自動化。PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設(shè)備智能化提供了可行的解決方案[2]。

本文介紹的控制系統(tǒng)使用S7-300 PLC（CPU315-2PN/DP）遠(yuǎn)程控制MM440。

2 硬件設(shè)置

MM440要實(shí)現(xiàn)PROFIBUS DP通訊，需要先安裝PROFIBUS DP通訊模塊。然后，使用PROFIBUS電纜將S7-300與MM440連接起來。PROFIBUS電纜為屏蔽雙絞電纜，其中有兩根數(shù)據(jù)線，分別連接DP接口的管腳3和8，電纜的外部包裹著編織網(wǎng)和鋁箔兩層屏蔽，最外面是紫色的外皮[2]。

然后，就可以上電對MM440進(jìn)行參數(shù)設(shè)置了。參數(shù)設(shè)置分為：恢復(fù)變頻器工廠默認(rèn)值、設(shè)置電動機(jī)的參數(shù)、設(shè)置變頻器PROFIBUS通信參數(shù)三部分。

2.1 恢復(fù)變頻器工廠默認(rèn)值

表1

2.2 設(shè)置電動機(jī)的參數(shù)

表2

2.3 設(shè)置變頻器控制參數(shù)[1]

表3

3 軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)使用的是西門子公司自動化產(chǎn)品項(xiàng)目管理軟件STEP7，它具有硬件配置、參數(shù)設(shè)置、通訊組態(tài)、編程、測試、啟動和維護(hù)、文件建檔、運(yùn)行和診斷等功能。

3.1 硬件組態(tài)設(shè)計(jì)

（1）主站S7-300設(shè)置

首先，創(chuàng)建一個新的項(xiàng)目（Project），再插入一個SIMATIC 300站點(diǎn)。在硬件組態(tài)（Hardware）界面下，先做主站S7-300的硬件組態(tài)，并設(shè)置PROFIBUS DP通信參數(shù)，主站的PROFIBUS DP地址設(shè)置為2。

（2）添加MM440

從目錄（Catalog）欄中查找MM440（MICROMASTER 4），并將其掛載到Profibus DP主站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上。

（3）設(shè)置MM440的DP地址

在MM440的PROFIBUS DP通訊模塊上，有一排DIP開關(guān)，將打到ON的開關(guān)對應(yīng)的數(shù)字相加，便得到MM440的DP地址。根據(jù)查找的DP地址，在STEP7的硬件組態(tài)界面中，設(shè)置MM440的DP地址[3]。

（4）設(shè)置MM440的通訊區(qū)

MM440支持PP0通信類型PP01和PP03，在此我們選擇PP01。

圖1 MM440的通訊類型

控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)如圖2所示：

圖2 控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)

3.2 程序設(shè)計(jì)

由于設(shè)定了MM440的通訊類型為PPO1模式，則主站S7-300對MM440進(jìn)行輸入和輸出，只有PKW四個字和PZD1和PZD2的數(shù)據(jù)有效（見圖1）。PKW中的數(shù)據(jù)可以設(shè)定和讀取變頻器的參數(shù)值。PZD1和PZD2可以控制變頻器的運(yùn)行，包括修改變頻器的運(yùn)行輸出頻率、啟停等[4]。

SFC14是PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)從站網(wǎng)絡(luò)讀功能，SFC15是PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)從站網(wǎng)絡(luò)寫功能。其中，LADDR為所讀寫從站數(shù)據(jù)區(qū)地址的16進(jìn)制表達(dá)方式。我們一般使用MOVE指令來實(shí)現(xiàn)對SFC14和SFC15的讀和寫。

（1）建立數(shù)據(jù)塊DB

新建數(shù)據(jù)塊DB1，將發(fā)送和接收數(shù)據(jù)變量和地址對應(yīng)列表，如圖3所示：

圖3 建立數(shù)據(jù)塊DB

（2）調(diào)用系統(tǒng)功能塊

在OB1中調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFC14和SFC15，程序如圖4所示：

圖4 調(diào)用系統(tǒng)功能塊

（3）傳送控制指令（圖5）

使用MOVE指令將控制指令傳送給PZD1和PZD2

圖5 傳送控制指令

4 總結(jié)

本文介紹了使用S7-300 PLC通過PROFIBUS DP總線遠(yuǎn)程控制MM440的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。實(shí)驗(yàn)證明，本方案可以很好的實(shí)現(xiàn)對MM440的遠(yuǎn)程控制。

【參考文獻(xiàn)】

[1]西門子電氣傳動有限公司.MICROMASTER 440使用說明書[M].2004年5月.

[2]西門子電氣傳動有限公司.PROFIBUS現(xiàn)場總線安裝指導(dǎo)[M].2010年8月.

[3]何軍紅，史常勝，吳毅哲.Profibus網(wǎng)絡(luò)控制變頻器的工程應(yīng)用[J].工業(yè)儀表與自動化裝置，2012（6）：58-61.

[4]童克波.基于PROFIBUS現(xiàn)場總線通信的皮帶傳輸調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].工業(yè)儀表與自動化裝置，2014（2）：90-92.

[5]馮惕.基于PROFIBUS-DP多電機(jī)無傳感器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2014（11）：100-102.

[責(zé)任編輯：湯靜]