基于西门子现场总线的变频器应用研究

本文以西门子公司的产品为支撑点，介绍应用SIMATICS7-300、MM420变频器、计算机搭建一个现场总线系统，实现对电机远程控制。并重点解决系统的一些技术问题。1设备简介1.1西门子SIMATICPLCS7-300S7-300是模块化中小型PLC（如图1所示），能满足中等性能要求的应用。具备高速的指令运算速度；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密。[1-3]具备强大的通信功能，S7-300PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接,S7-300可以接入MPI（多点接口），工业以太网，现场总线AS-i和PROFIBUS等通信网络。图1西门子SIMATICPLCS7-3001.2西门子变频器MicroMaster420西门子变频器MicroMaster420是全新一代模块化设计的多功能标准变频器，用于控制三相交流电动机速度。它友好的用户界面，让你的安装、操作和控制象玩游戏一样灵活方便。全新的IGBT技术、强大的通讯能力、精确的控制性能、和高可靠性都让控制变成一种乐趣。2系统构成图2是控制系统的系统方框图，使用西门子PLC，CPU选用315F-2PN/DP，变频器为西门子MM420，电机为西门子电机，型号为:1LA7083-4AA10，采用星型接法，其参数如表1。本系统的PROFIBUS-DP网络采用总线型拓扑结构，主-从通信方式。S7-300作为主站，变频器作为从站，通过RS-485接口的总线连接器和双绞线电缆进行网络连接。变频器通过三相变频电源控制电机。表1电机参数表基于西门子现场总线的变频器应用研究孙国强1，陈凤兰2（1.山西临汾热电有限公司，山西临汾041000；2.山西大学工程学院，太原030013）摘要：现场总线技术作为工业自动化系统的神经系统在各大中小型工业得到广泛的应用和推广。以西门子公司的产品为支撑点，主要介绍应用西门子公司的SIMATICS7-300、MM420变频器、计算机搭建一个现场总线系统，实现对电机远程控制。重点解决设备参数设置、系统软硬件组态和调试过程中一些常见问题。关键词：自动化；控制系统；现场总线；变频器；组态中图分类号：TP273文献标识码：B收稿日期：2012-03-15作者简介：孙国强（1969—），男，工程师，主要从事自动控制方面的工作，（E-mail）ryl0306@126.com第27卷第3期2012年6月电力学报JOURNALOFELECTRICPOWERVol.27No.3Jun.2012文章编号：1005-6548（2012）03-0224-03功率/kW0.75额定转速/r·min-11395接线方式三角型Δ星型Y额定电压/V230400额定电流/A3.361.93电压范围/V220~240380~420电流范围/A3.72~3.822.12~2.17额定频率/Hz50额定功率因素0.80型号3~MotILA7083-4AA10第3期图2控制系统方框图3对变频器进行调试3.1用基本操作板（BOP）进行调试利用基本操作面板（BOP）可以改变变频器的各个参数。如图3所示。BOP具有7段显示的五位数字，可以显示参数的序号和数值，报警和故障信息，以及设定值和实际值。图3变频器基本操作面板在缺省设置时，用BOP控制电动机的功能是被禁止的。如果要用BOP进行控制，参数P0700应设置为1，参数P1000也应设置为1。3.2快速调试P0010的参数过滤功能和P0003选择用户访问级别的功能在调试时是十分重要的。由此可以选定一组允许进行快速调试的参数。在快速调试的各个步骤都完成以后，应选定P3900，如果它置1，将执行必要的电动机计算，并使其它所有的参数（P0010=1不包括在内）恢复为缺省设置值。只有在快速调试方式下才进行这一操作。在快速调试的过程中，根据快速调试的流程图和电机参数表1，变频器参数选择如下：P0010=1；P0100=0；P0304=400V；P0305=1.9；P0307=0.75；P0310=50；P0311=1395；P0700=1；P1000=1；P1080=0；P1082=50；P1120=10s；P1121=10s；P3900=1。快速调试完成以后，设参数P0700=6（接受PLC的命令）；P1000=6（接受PLC的设定值）；地址P0918=6（设置变频器的地址）。4系统的硬件组态与软件编程（1）根据系统情况硬件组态如图4。图4硬件组态图（2）通过编辑程序对变频器的PKW和PZD区进行读写和控制，就可以实现对电动机的启停和转速控制。5调试过程中遇到的问题及解决方法（1）DP网络打不通。硬件组态完成后，下载程序