DeviceNet的变频器应用.docx

DeviceNet总线下的变频器应用作者：刘泉清文章来源：奇瑞汽车股份有限公司发布时间：2013-03-18新浪微博QQ空间人人网开心网更多罗克韦尔的ControlLogix系列控制器通过DeviceNet现场总线控制三菱FR-A700系列变频器,速度快,效率高,工作稳定,编程简单且可连接更多变频器,成功地应用在汽车总装车间的机械化输送系统中.罗克韦尔的ControlLogix系列控制器通过DeviceNet现场总线控制三菱FR-A700系列变频器，速度快、效率高、工作稳定、编程简单且可连接更多变频器，成功地应用在汽车总装车间的机械化输送系统中。现场总线是目前应用非常广泛的一种网络技术，具有高开放性和高度分散性等优点，已普遍应用在汽车制造业中。奇瑞公司总装车间机械化输送系统中均使用了现场总线技术，其中部分总装车间使用了DeviceNet总线。通过使用罗克韦尔的PLC控制三菱变频器，实现了对电动机的起动、停止和频率的实时调整，同时也可以监视变频器的运行频率、电动机电流等过程参数。控制系统控制系统采用了罗克韦尔的ControlLogix5000系列控制器、以太网模块、1756-DNB DeviceNet扫描模块、三菱的FR-A700系列变频器配DeviceNet通信卡FR-A7ND以及其他的I/O站点模块。控制系统安装了4块DeviceNet总线扫描模块，控制车间的机械化输送线的运行等动作。三菱的FR-A700系列变频器安装在一条总线上，这些变频器控制输送线的运转和停止、升降段的上升和下降等。变频器通信选件安装以及参数设置1.变频器通信选件（FR-A7ND）的安装变频器通信选件安装步骤可以参照通信选件的安装说明书，将其安装在变频器接口3（优先级最低的接口）。如果安装到接口1或2时，将显示选件警告“E.1”或“E.2”，且变频器不工作；如果因为安装不当等原因使变频器无法识别所安装的选件，即使选件安装在选件接口3，也将显示选件警告“E.3”。2.总线的接线为FR-A7ND通信卡进行总线的连接，在进行总线接线时要严格遵循总线技术规范（见表1），否则会出现错误报警。3.站点地址的设定一般情况下，站点地址可以通过FR-A7ND通信卡上的节点地址开关或通过参数Pr.345来进行设定。（1）通过通信卡上的节点地址开关进行设置 在通信卡上有2个节点开关，一个开关SW1是“10”，另一个开关SW2是“1”，例如变频器的节点地址为12，则设置如下：将SW1设定为1，SW2设定为2，节点地址计算为：1102112。在设置时需注意：将节点地址开关正确设置开关号位置，如果开关设定在两个号之间，则无法进行正常的数据通信；当节点地址开关设为063以外的值时，则被视为63。在设置完地址后，变频器复位或下次开机时设定才会生效。（2）通过参数Pr.345进行设定 通过参数设定节点地址使节点地址开关设定无效，此时的变频器站点地址通过参数Pr.345来进行设定。Pr.345内容如表2所示。当Pr.345中的“设备节点地址”为63时，我们根据FR-A7ND通信卡上的地址设定开关来设定节点地址；当Pr.345中的“设备节点地址”在063之间时，此时的数值为站点地址。4.站点波特率的设置在整个网络中，各个站点的波特率要一致，否则会出现通信故障。站点波特率的设置参见表3和表4的说明。各变频器分配的输入和输出字节数也在此参数中进行设定（见表3）。当给变频器分配4个字节时，可以控制变频器的运行、速度的设定和实际速度的读取；如果给变频器分配了6个字节，则除了具备分配4个字节的功能外，还可以读取电动机和变频器的其他参数（如电流、功率、电压、频率和加减速时间等），并且还可以设定变频器的相关参数（如加减速时间等可以设定的参数）。例如现有一变频器，网络通信波特率是500kB/s，输入和输出使用6个字节，计算如表4所示，Pr.3461100011010（二进制）794（十进制）5.变频器的通信参数本文中新安装的变频器通信选件是FR-A7ND，为了正确地建立通信，必须在变频器设置与通信有关的参数，如地址、波特率和操作模式等，我们根据FR-A7ND使用手册在变频器中设置参数（见表5）。6.电动机主要参数设置网络通信设置已经完成，再根据现场使用电动机的实际情况，根据电动机的铭牌，对变频器的主要参数进行设置。总线网络组态将变频器的参数设置完成后，接下来可以进行网络的扫描和组态。在进行总线扫描之前，需要安装A700 EDS文件。由于需要分配6个字节，因此在scanlist中需要分配输入和输出6个字节。在此例中，给其分配的地址范围如下：Input地址是local:3:I.Data3.0local:3:I.Data3.31（字节0字节3），local:3:I.Data8.0local:3:I.Data8.15（字节4字节5）。Output地址是local:3:O.Data2.0local:3:O.Data2.31（字节0字节3），local:3:O.Data8.0local:3:O.Data8.15（字节4字节5）。地址分配完成后，将网络组态下载到网络中。PLC程序设计1.变频器的运行指令和速度指令变频器站点的Byte0字节的Bit5和Bit6位需要置1，用来设置变频器的控制和速度，由网络来进行控制。2.控制电动机的正反转以及通过MVM（屏蔽传送指令）指令给变频器传送速度由于local:3:O.Data2为32位，一个字是控制信号，另一个字是速度值，因此可以通过MVM将速度值传给local:3:O.Data2.16local:3:O.Data2.31这16位，而不会影响其他控制信号的状态。3.通过PLC程序读变频器参数在读取变频器的参数时，需要先发送读请求指令给变频器的Byte4、Byte5两个字节，然后再从变频器的Byte4、Byte5两个字节读取相关参数。关于变频器的6个字节输入输出定义的内容见表6和表7。如图1所示，为读取电动机运行时的实际电流，本例中读取电流的算法如下：实际电流为等级0x2A的属性ID 9，因此0x92A（十六进制）转化为2346（十进制）。由于我们以0.1A为单位监视输出电流，因此在此使用除法指令后得到实际的电流值。图2为读取变频器的实际输出电压、实际频率和加速时间等参数。可以参照FR-A7ND使用手册，读取其他的参数。4.通过PLC程序写变频器参数通过DeviceNet总线，用户使用编程的方式，不仅可以读取变频器的参数，也可以对变频器相关参数进行设置，在设置时需要使变频器停止运行，否则可能会造成速度改变。在通过DeviceNet网络设置变频器参数时，需要将变频器设置字Byte0字节的bit7位置设置为1；将要修改参数的数值传送给变频器设置字节Byte2、Byte3；将要修改的参数等级和属性编号传给变频器设置字节Byte4、Byte5。如本例中，设置加速时间（Pr.7）为5000ms，则有：5000（十进制）1388（十六进制）传给字节Byte2、Byte3，加速时间的参数等级为0x2A，属性为18，将122A（十六进制）4650（十进制）传给字节Byte4、Byte5。图3为设置变频器Pr.7加速时间参数为