1 引言
Profibus應用領域包括加工制造、過程和建筑自動化，如今已成為國際化的開放式現(xiàn)場總線標準，即EN50170歐洲標準和IEC61158國際標準的一部分。并且，在2006年11月成為我國的現(xiàn)場總線標準。
Profibus由Profibus-FMS(Fieldbus Message Specification)，Profibus-PA(Process Automation)和Profibus-DP(Distributive Peripheral)三部分組成。其中，Profibus-DP具有高速傳輸、價格低廉等特點，實現(xiàn)起來比較簡單，主要用于分散設備間的數(shù)據(jù)高速傳輸。該總線物理層采用RS-485傳輸方式，傳輸速率可由9.6kbps至12Mbps。一般用于自動化控制系統(tǒng)和現(xiàn)場設備級間的開關量的通信。因而可滿足全數(shù)字交直流調(diào)速系統(tǒng)對于快速的時間相應要求。目前80%以上的Profibus應用是基于Profibus-DP。
SIMOREG DC-MASTER是全數(shù)字調(diào)速裝置，操作非常簡單。不需要專門的編程知識，所有設置均可通過參數(shù)設定設備進行。參數(shù)設定既可通過PC的菜單提示進行，以實現(xiàn)快速地投入進行，也可通過簡易的操作區(qū)和用SIMOVIS 進行。SIMOREG DC-MASTER在任何應用場合，均具有較好的靈活性和經(jīng)濟性:
(1) 減輕主動系統(tǒng)和總線系統(tǒng)壓力;
(2) 接口被減少了;
(3) 較少的電纜和較高的抗干擾度;
(4) 開環(huán)和閉環(huán)控制已集成到系統(tǒng)中;
(5) 開放的分布系統(tǒng)方案;
(6) 工藝軟件放入基本裝置中——BICO技術。
使用新穎的BICO技術使SIMOREG DC-MASTER 在軟件功能性方面達到一個新水平。其中，兩個功能強大的處理器處理電樞回路和勵磁回路開環(huán)和閉環(huán)所有傳動控制功能。利用BICO技術，功能塊按面向應用功能單元型式去組合——這是一個簡單的參數(shù)設置過程。
2 Profibus-DP的直流調(diào)速器控制系統(tǒng)結構
現(xiàn)以Siemens公司的相關產(chǎn)品為例介紹現(xiàn)場總線系統(tǒng)的組成。作為Profibus-DP網(wǎng)的典型配置如圖1所示，PLC(SIMATIC S7-300或S7-400系列)作為一級DP主站，他負責在預定的信息周期內(nèi)循環(huán)與從站交換信息，發(fā)送控制信息，讀取從站的狀態(tài)等，組態(tài)軟件WinCC作為二級DP主站，用于系統(tǒng)操作與監(jiān)視等，SIMOREG DC-MASTER加上CBP2通訊板(Profibus通訊模塊)后作為從站，可帶這樣的從站32個，如果加上中繼器，最多可達127個從站。
圖1 Profibus-DP網(wǎng)的總線拓撲結構
3 通過Profibus-DP數(shù)據(jù)通訊
3.1 CBP2通信板
CBP2通信板是SIMOREG DC-MASTER整流器的通信處理機，它負責控制SIMOREG DC-MASTER與SIMATIC S7-300之間的數(shù)字通信，SIMOREG DC-MASTER接入Profibus-DP網(wǎng)中接受控制，必須要與CBP2配合使用，在SIMOREG DC-MASTER上有固定的插槽，來放置CBP2。CBP2通訊板將從Profibus-DP網(wǎng)中接受到的過程數(shù)據(jù)存入雙向RAM中，雙向RAM中的每一個字都被編址，在整流器端的雙向RAM可通過被編址參數(shù)排序，向整流器寫入控制字、設置值或讀出實際值、診斷信息等參量。
CBP2將被插入SIMOREG DC-MASTER電控箱的槽2中，因此還要重新加以參數(shù)化，才能實現(xiàn)與SIMATIC S7-300通訊。設置的具體流程如圖2所示。
圖2 參數(shù)設置流程
3.2 參數(shù)設置
在完成SIMOREG DC-MASTER在Profibus-DP網(wǎng)中的參數(shù)設定和電動機的基本參數(shù)設定后，使直流調(diào)速器進行最優(yōu)化運行，還應完成以下參數(shù)設置:
(1) 為了達到6RA70與電動機之間的精密匹配，6RA70額定直流電流(電樞和勵磁)的數(shù)值分別賦給參數(shù)P076.i001(電樞)，P076i002(勵磁);
(2) P051=25(電樞和勵磁的預控制和電流調(diào)節(jié)器的優(yōu)化運行，最優(yōu)化運行后，以下參數(shù)被自動設置:P110，P111，P112，P115，P156，P255，P256，P826);
(3) P601.i001=K0015(電樞電流調(diào)節(jié)器給定的源為K0015)。
采用SIMATIC S7-300系列的CPU315-2DP作為DP主站，CPU315-2DP系統(tǒng)本身具有Profibus-DP接口，無需另外的通訊接口單元。在編程軟件STEP7中完成硬件網(wǎng)絡組態(tài)，為直流調(diào)速器分配網(wǎng)絡地址，該地址必須與直流調(diào)速器CBP2板中設置的相同，在組織塊OB中選用SFC14"DPRD_DAT"、SFC15"DPWR_DAT"系統(tǒng)功能塊向直流調(diào)速器的CBP2模塊接收/發(fā)送過程數(shù)據(jù)，如圖3所示。
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圖3 PLC與6RA70之間的通訊
PLC向6RA70發(fā)送的控制字各位的定義如附表所示，可從只讀參數(shù)r652中讀出狀態(tài)。
附表 SIMOREG DC-MASTER 6RA70的控制字的定義
工業(yè)組態(tài)軟件WinCC提供各種PLC的驅(qū)動程序，本文實例要建一個Profibus-DP的二級主站，所以選擇支持S7協(xié)議的通訊驅(qū)動程序SIMATIC S7 Protocol Suite，在其中的“PROFIBUS”下連接一臺S7-300，設置參數(shù)必須與PLC中的設置相同。通過以上步驟，即完成了對整個變頻器控制系統(tǒng)Profibus-DP網(wǎng)的組態(tài)與通訊。
4 結束語
采用Profibus-DP現(xiàn)場總線的直流調(diào)速器控制系統(tǒng)，將增強整個系統(tǒng)的可靠性，而且可根據(jù)工藝需要進行靈活的功能修改，從而在長期意義上大大的節(jié)約了成本。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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