基于AB_ControlLogix控制器实现不同网络控制变频器的方法.doc

基于AB_ControlLogix控制器实现不同网络控制变频器的方法陈兰芳 柴山 孔彦虎(酒钢(集团)宏兴钢铁股份有限责任公司，甘肃嘉峪关，735100) 摘 要：目前钢铁企业自动化应用程度越来越高，随着自动化的应用系统的稳定性和可靠性成了大家比较关注的焦点。新项目上线，设备选型上采用一些性能可靠的产品，将传统硬线连接改变成网络控制，既降低项目成本又便于设备集中管理和日常的点检维护。依据我们对选矿厂控制系统维护几十年的经验，现场设备控制尤其是变频器对泵类、风机类及传动设备的控制，控制方式一般采用机旁控制和远程控制两种，使用AB_ControlLogix5000控制系统的ControlNet、DeviceNet和EtherNet三种网络及硬线直连方式控制。本文就三种网络及硬线直连控制变频器的方法及实际生产中的应用进行了讨论。关键词：网络；变频器；控制Method for Realizing Different Network Control Frequency Converter Based on AB_ControlLogix Controller Chen Lan Fang Chai shan Kong yan hu(JISCO Hongxing Iron & Steel Co.,Ltd.,GanSu JiaYuGuan,735100)Abstract: The current automation application degree of iron and steel enterprise is higher and higher, with the application of automation, the systems stability and reliability have become the focus of more attention. New project on-line, using some reliable products on the selecting type of the equipment, the traditional hard wired changed into network control, both to reduce the project cost and easy to manage equipment intensively and daily inspection and maintenance. According to our decades of maintenance experience in mill control system ,field device control especially inverter control for pump, fan and transmission equipment, control method commonly use the machine control and remote control ,using ControlNet, DeviceNet and EtherNet of AB_ControlLogix5000 control system three kinds and hard line direct way. This paper discusses three methods of network and hard line direct control of frequency converter and the actual production application.Key words: Network; Frequency converter; Control1 引言在钢铁企业中自动化程度应用日趋广泛，尤其在生产工艺自动化水平要求高的场所，靠岗位人员手动调节的操作模式已呈劣势，这种调节方式其一增加了岗位人员劳动量，其二调节精度低无法满足现场生产的要求。由于新建、改造项目的设计人员个人技能和实际经验的不同，提供的控制策略也不尽相同，待项目投入运行后存在功能不够完善等因素，制约着生产的正常进行及为日常维护留下隐患，介于上述目的我们对不同网络控制变频器的方法进行介绍，并对控制的优缺点进行比较，以便技术人员作为参考。选矿厂控制系统主要采用AB ControlLogix系列产品，采用ControlNet、DeviceNet和EtherNet三层网络架构，被控设备包括泵类、风机类及传动设备等，变频器采用1336 PLUSS、PowerFlex 40、PowerFlex 70、PowerFlex 700、PowerFlex 700S、PowerFlex 753系列变频器，控制电机功率由3KW至220KW之间，主要应用于球磨机给矿皮带转速控制、泵池液位高低控制、浓度调节等。本文主要对ControlNet、DeviceNet和EtherNet网络及硬线直连实现变频器控制方法进行详细说明，便于在设备控制方式选择上有所帮助，不仅满足生产工艺要求而且日常维护简单、方便。2 系统组成ControlNet、DeviceNet和EtherNet网络及硬线直连实现A-B变频器远程控制，系统软硬件要求：（1）计算机软件：RSLinx Classic、RSLogix5000、RSNetWorx for ControlNet、RSNetworx for DeviceNet、RSNetworx for EtherNet。（2）系统硬件：控制系统硬件、变频器、电机。控制系统由一个本地机架和一个远程机架构成，变频器使用PowerFlex 700s、PowerFlex 700和PowerFlex 70，电机使用三相异步电动机。2.1控制系统硬件及设备列表 控制系统硬件及设备列表见下表1所示：本地机架处理器以太网模块通讯模块通讯模块1756-A71756-L611756-EN2T/A1756-CN2R/B1756-CNBR/EIP：节点：1节点：2远程1756-A101756-CNBR/E1756-DNB1756-IR6I（热电阻输入模块）1756-IF16（模拟量输入模块）节点：2节点：0设备PowerFlex 700s（20-COMM-C）PowerFlex 700s（20-COMM-E）PowerFlex700（20-COMM-D）三相异步电机交换机节点：5IP：节点：121.1KWAB表1 系统硬件明细2.2变频器端子接线及变频器参数设置（1）PowerFlex 700变频器I/O端子接线，见下图1所示：图1 PowerFlex 700变频器I/O端子接线（2）PowerFlex 700变频器参数设置参数40-49：电动机参数设置参数90（速度基准值A选择）：22 “DPI端口5”参数93（速度基准值B选择）：18 “DPI端口1”参数190（方向模式）：2 “禁止反向” （该项根据需要自己选择）参数310（数据输出A1）：3 “输出电流” （该项根据需要自己选择监视参数）参数311（数据输出A2）：7 “输出功率” （该项根据需要自己选择监视参数）参数361（数字量输入1选择）：2 “清除故障”参数362（数字量输入2选择）：0 “未使用”参数363（数字量输入3选择）：16 “速度选择2”参数364（数字量输入4选择）：15 “速度选择1”参数365（数字量输入5选择）：17 “速度选择3”参数366（数字量输入6选择）：1 “使能”（3）PowerFlex 700s变频器TB2端子接线，见下图2所示：图2 700S变频器TB2端子接线（4）PowerFlex 700s变频器参数设置参数1-9：电动机数据设置参数27（速度基准值A选择）：16 “DPI端口5”参数28（速度基准值B选择）：12 “DPI端口1”参数222（电动机反馈首选装置）：2 “无速度传感器”参数223（电动机反馈首选装置）：2 “无速度传感器”参数825（数字量输入1选择）：2 “清除故障”参数826（数字量输入2选择）：7 “运行”参数827（数字量输入3选择）：16 “速度参考值选择1”参数828（数字量输入4选择）：15 “速度参考值选择0”参数829（数字量输入5选择）：17 “速度参考值选择2”参数830（数字量输入6选择）：1 “使能”3 ControlNet网络控制变频器（1）PowerFlex700s变频器通讯卡采用20-COMM-C ，设置节点地址为5；（2）新建RSLogix5000项目，在I/O组态1756-CNBR/E通讯模块下添加PowerFlex700s变频器，设置20-COMM-C节点地址及变频器固件参数，后下载到处理器。（3）程序下载完成后连线，I/O组态出现黄色叹号，用RSNetWorx for ControlNet软件进行网络规划。选择Change mode键前，将设备转到手动或停止状态完成网络扫描，最后选择保存作好网络备份，模块黄色叹号消失，网络规划完成。网络规划前后I/O状态见下图3所示：图3 网络规划前、后I/O状态本地和远程机架的I/O通过RSNetWorx for ControlNet进行网络优化后状态正常，本地机架03槽下的PowerFlex700s变频器出现黄色叹号，进一步对本地机架03槽1756-CNBR/E控制网络进行优化。（4）对PowerFlex 700s变频器进行控制，先要对20-COMMM-C通讯卡进行参数设置：Parameter 13 - DPI I/O Cfg：00011(选择Datalink A)Parameter 25 - M-S Input：00011(选择Datalink A Input) Parameter 26 - M-S Output：00011(选择Datalink A Output)Parameter 9选择Reset Module后MOD和NET A指示灯常绿，处理器与变频器通讯正常。在PowerFlexLogixcommand标签中监视到PowerFlexLogixcommand_stop、PowerFlexLogixcommand_start等命令。4 DeviceNet网络控制变频器（1）PowerFlex700变频器通讯卡采用20-COMM-D，设置节点地址为12，波特率125K；（2）新建RSLogix5000项目，依据系统配置，完成I/O组态，后下载到处理器；（3）1756-DNB通讯模块MOD/NET绿闪、I/O灯绿闪（LED除显示模块运行状态和模块节点地址外无其它信息）表示PowerFlex700变频器信息无映射，单击StarProgramRockwell SoftwareRSNetworxRSNetworx for DeviceNet打开RSNetworx for DeviceNet软件，进行DNB配置，单击在线图标弹出网络浏览界面。（4）双击1756-DNB通讯模块，对通讯模块进行输入、输出字配置。选择Scanlist选项，将PowerFlex700变频器添加到Scanlist列表，后根据变频器型号配置输入、输出字，Input：12Bytes，Output：12Bytes，PowerFlex 700变频器输入占0-2双字、输出占0-2双字，点击Download to Scanner选项，点击Download，完成扫描模块的配置，见图4所示：图4 DNB配置（5）对PowerFlex 700变频器进行控制，先要对20-COMMM-D通讯卡进行参数设置：Parameter 13 - DPI I/O Cfg：00011(选择Datalink A)Parameter 25 - M-S Input：00011(选择Datalink A Input) Parameter 26 - M-S Output：00011(选择Datalink A Output)（6）1756-DNB通讯模块位于CNBREE模块所在机架的第一槽，所以将CNBREE:1:O.CommandRegister.Run位置1，使1756-DNB通讯模块进入运行模式。在CNBREE:1:O.Data0 标签中低16位是Logic Command Word中1启动位、0停止位，CNBREE:1:O.Data0 标签中高16位控制变频器的频率大小。5 EtherNet网络控制变频器（1）以太网控制变频器网络拓扑图，见下图5所示：图5以太网控制变频器网络拓扑图（2）PowerFlex700变频器通讯卡采用20-COMM-E ，设置IP地址为；（3）新建RSLogix5000项目，在I/O组态1756-EN2T通讯模块下添加PowerFlex700变频器，设置20-COMM-E IP地址及变频器固件参数，后下载到处理器；（4）对PowerFlex 700变频器进行控制，先要对20-COMMM-E通讯卡进行参数设置：Parameter 23 - DPI I/O Cfg：00011(选择Datalink A)Parameter 35 - M-S Input：00011(选择Datalink A Input) Parameter 36 - M-S Output：00011(选择Datalink A Output)（5）打开RSLogix5000程序，展开Controller Tags标签，在标签名称PowerFlex中，POWERFLEX:O.DriveLogicRslt_Start启动位、POWERFLEX:O.DriveLogicRslt_Stop停止位，POWERFLEX:O.CommandedFreq频率给定大小，实现变频器远程控制。6 硬线直连控制变频器硬线直连控制方式适用于PLC控制系统距离变频器较近的场所，并且系统中变频器数目相对较少的情况。（1）PowerFlex70变频器硬线直连控制I/O端子