摘要
本文介紹了PROFIBUS總線(xiàn)在大直縫銑邊機(jī)中與變頻器、ET200S、編碼器、位移傳感器等設(shè)備的通訊應(yīng)用及應(yīng)注意的問(wèn)題。
前言
由我公司生產(chǎn)研制的大直縫銑邊機(jī)是石油天然氣管道制造行業(yè)中大口徑直縫焊管生產(chǎn)線(xiàn)（JCOE）上的關(guān)鍵設(shè)備之一，該設(shè)備是國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的第一臺(tái)。電氣控制系統(tǒng)采用西門(mén)子兩條PROFIBUS總線(xiàn)通訊，由28個(gè)主從通訊站組成，實(shí)現(xiàn)全局?jǐn)?shù)字量實(shí)時(shí)監(jiān)控通訊。在系統(tǒng)配置中選用西門(mén)子CPU414-3DP作為主站，ET200S遠(yuǎn)程I/O、70變頻器、TR編碼器、MTS位移傳感器、比例伺服閥、巴魯夫微脈沖位移傳感器作為從站（詳見(jiàn)圖1大直縫銑邊機(jī)PLC組態(tài)），西門(mén)子觸摸屏MP377設(shè)定與顯示。系統(tǒng)中所有速度量、位移量及安全保護(hù)、故障點(diǎn)都要在屏上實(shí)時(shí)監(jiān)控與報(bào)警。由于通訊口多，距離遠(yuǎn)，程序模塊多（詳見(jiàn)圖2大直縫銑邊機(jī)PLC程序塊），自動(dòng)化程度要求高，控制難度很大。
變頻器的PROFIBUS-DP通訊
1 通訊方式設(shè)定為PPO 4，這種方式為0 PKW/6 PZD,輸入輸出都為6個(gè)PZD，在P60=7設(shè)置下,設(shè)置P53=3,允許CBP2(PROFIBUS)操作， P918.1設(shè)置變頻器的PROFIBUS地址。
2 設(shè)置第一與第二個(gè)輸入的PZD為PLC給變頻器的控制字， 設(shè)置第一與第二個(gè)輸出的PZD為變頻器給PLC的狀態(tài)字，設(shè)置第三個(gè)為變頻器反饋給PLC 的實(shí)際輸出頻率的百分比值，第四個(gè)為變頻器反饋給PLC的實(shí)際輸出電流的百分比值。
3 PLC給變頻器的第一個(gè)PZD存儲(chǔ)在變頻器里的K3001字里，這里設(shè)置為P554=3100，P571=3101，P572=3102時(shí)，K3001的位3100就控制變頻器的啟動(dòng)與停止，3101就控制正轉(zhuǎn)，3102就控制反轉(zhuǎn)。
4 PLC給變頻器的第二個(gè)PZD存儲(chǔ)在變頻器里的K3002字里，若P443=K3002，那么整個(gè)字K3002就是PLC給變頻器的主給定控制字， PLC發(fā)送過(guò)來(lái)的第二個(gè)字的大小為0到16384(對(duì)應(yīng)變頻器輸出的0到100%)，當(dāng)為 8192時(shí)，變頻器輸出頻率為25Hz。
5 程序：(建立DB17，調(diào)用SFC14，SFC15，變頻器的地址為512既W#16#200)
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1 讀出數(shù)據(jù)
CALL "DPRD_DAT"
LADDR :=W#16#200
RET_VAL:=MW200
RECORD :=P#0.0 BYTE 12 (讀取12個(gè)BYTE)
NOP 0
2 發(fā)送數(shù)據(jù)
CALL "DPWR_DAT"
LADDR :=W#16#200
RECORD :=P#12.0 BYTE 12 (寫(xiě)入12個(gè)BYTE)
RET_VAL:=MW210
NOP 0
3 L "DB17".DBW0
T "MW20"
NOP 0
4 L "DB17".DBW2
T "MW22"
NOP 0
則: 13.0 控制啟動(dòng)與停止；
13.1 控制正轉(zhuǎn)；
13.2 控制反轉(zhuǎn)；
M21.1 變頻器READY；
M21.3 變頻器FAULT。
編碼器的PROFIBUS-DP通訊
1 讀取編碼器值。
L P##Peripherieaddr
TAK
LAR1
L PID [AR1,P#0.0]
T #actual_C1_DI
2 數(shù)據(jù)修正，加上修正值（offset ,一般為負(fù)值）。
L #actual_C1_DI
L #offset
+D
T #actual_C2_DI
NOP 0
3 轉(zhuǎn)換并換算成實(shí)際位置，數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換，乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)得到實(shí)際位置。
A(
L #actual_C2_DI
DTR
T #actual_Pos_R
SET
SAVE
CLR
A BR
)
JNB _006
L #actual_Pos_R
L #multipliactor
*R
T #actual_position
_006: NOP 0
位移傳感器的PROFIBUS-DP通訊
1 編碼器數(shù)據(jù)采集1，PID257(L)/PID258(M)，MB103(L)/MB102(M)。
A(
L PIB 257
T MB 103
SET
SAVE
CLR
A BR
)
JNB _001
L PIB 258
T MB 102
_001: NOP 0
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2 編碼器數(shù)據(jù)采集2，0 / PID259(H)， MB100(HH)/ MB101(H)。
A(
L PIB 259
T MB 101
SET
SAVE
CLR
A BR
)
JNB _002
L 0
T MB 100
_002: NOP 0
3 讀取狀態(tài)位參數(shù)，將狀態(tài)位發(fā)送到MB80中。
L PIB 256
T MB 80
NOP 0
4 修正結(jié)果，MD100為編碼器采樣數(shù)據(jù)，MD104為編碼器零位修正值，MD108為修正后結(jié)果，參與控制；MD104在HMI（人機(jī)界面）上設(shè)置。
L MD 100
L MD 104
+R
T MD 108
NOP 0
ET200S作為遠(yuǎn)程I/O分站時(shí)，其PROFIBUS-DP通訊比較簡(jiǎn)單，只需在接口模塊上設(shè)定PROFIBUS-DP地址即可，這里不再詳述。
PROFIBUS-DP通訊應(yīng)注意的問(wèn)題
1 總線(xiàn)連接器和總線(xiàn)電纜的連接要可靠，屏蔽層一定要壓正確牢固，零散線(xiàn)要成束，不能與總線(xiàn)連接器上的芯片接觸。
2 所有主從站上的DC24V的GND要連通。
3 總線(xiàn)電纜盡可能遠(yuǎn)離動(dòng)力電纜，以防止電磁干擾。
4 132KW電機(jī)與變頻器的配線(xiàn)盡可能采用屏蔽電纜，屏蔽層壓接在電氣箱內(nèi)，電機(jī)側(cè)懸空。
5 PE線(xiàn)用盡可能粗的接地線(xiàn)與所有設(shè)備可靠連接。
6 電氣箱內(nèi)的接地銅排要與廠(chǎng)房?jī)?nèi)的接地銅排可靠相連。
結(jié)束語(yǔ)
由于在此控制系統(tǒng)中使用了多家非西門(mén)子的總線(xiàn)產(chǎn)品，雖然都支持PROFIBUS協(xié)議，但通訊軟件內(nèi)部還是有許多不同的地方，需要我們反復(fù)理解、消化、多次做實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)我們兩年來(lái)的大量工作，目前該設(shè)備已調(diào)試完畢，交付用戶(hù)使用，效果良好。
（轉(zhuǎn)載）
