1 前言

    變頻器被廣泛應用于工業(yè)控制現場(chǎng)的交流傳動(dòng)技術(shù)之中。通常變頻器控制由操作面板來(lái)完成，也可以通過(guò)外部i/o控制信號來(lái)實(shí)現。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展以及現場(chǎng)對生產(chǎn)的自動(dòng)化程度更高要求，變頻器與變頻器、變頻器與控制器之間更趨于通過(guò)現場(chǎng)實(shí)時(shí)總線(xiàn)通信的方式以實(shí)現數據的快速、準確交互。

    本文針對鞍鋼齊礦集團精選礦生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行設備升級改造，采用devicenet總線(xiàn)實(shí)現兩代vacon變頻器之間及變頻器和控制器之間數據通信及控制。

    2 devicenet總線(xiàn)

    devicenet是美國rockwell開(kāi)發(fā)的、基于canbus技術(shù)的一種現場(chǎng)總線(xiàn)，用于實(shí)現低成本、高性能的設備層的網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)；devicenet處于設備層，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )層和信息層與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)。

    devicenet是用于現場(chǎng)設備（傳動(dòng)裝置、開(kāi)關(guān)、i/o和人機界面等）與plc之間的通信網(wǎng)絡(luò )，傳輸速率為125～500kbit/s，傳輸距離最大為500m，最大節點(diǎn)數為63個(gè)。它通過(guò)scanport接口能與支持devicenet的各種傳動(dòng)系統聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現集中控制和參數在線(xiàn)優(yōu)化，可以滿(mǎn)足傳動(dòng)系統對電動(dòng)機快速響應的要求。

    3 方案設計與調試

    目前該生產(chǎn)線(xiàn)主要采取機旁操作，由巡檢人員定時(shí)查看變頻器的各項數據，并將變頻器的狀態(tài)通過(guò)人工傳遞給主控室。
該生產(chǎn)線(xiàn)存在以下缺點(diǎn)：

    （1） 不能滿(mǎn)足集中監控信息的實(shí)時(shí)傳輸要求：數據傳輸手段和通信手段傳輸速率慢、運行成本高。

    （2） 兩代產(chǎn)品不能統一控制，現場(chǎng)需要操作人員過(guò)多。

    3.1 方案設計

    根據現場(chǎng)情況，采用以rockwell slc500 plc作為上位機并加裝設備網(wǎng)掃描模塊，實(shí)現統一控制，并采用rockwell工控機進(jìn)行監控和管理，工控機與plc之間采用ethernet通信；對4臺vacon nx變頻器和2臺vacon cx變頻器選用各自的devicenet適配器；變頻器的所有控制和反饋均通過(guò)devicenet網(wǎng)的控制字與狀態(tài)字來(lái)實(shí)現；變頻器與plc及工控機之間采用標準圓形五芯屏蔽通訊電纜連接，系統結構如附圖所示。


    整個(gè)改造系統所需設備清單參看表1。

    cx212opt和60vb00281是vacon變頻器專(zhuān)用的devicenet選件卡，分別適用于cx和nx兩代產(chǎn)品；兩種選件卡接線(xiàn)方式和接線(xiàn)端子完全相同，接線(xiàn)端子的內容可參看表2。

    1747-sdn設備網(wǎng)掃描模塊是slc處理器和變頻器進(jìn)行數據傳送的主要部件。它相當于一個(gè)存儲器，存儲devicenet上的變頻器信息，并供plc進(jìn)行讀寫(xiě)操作。它不斷的對devicenet上所連的變頻器進(jìn)行掃描，并且用新的掃描結果更新devicenet上的設備映象到處理器內存中輸入部分地址以便于處理器進(jìn)行數據處理，同時(shí)，把處理器處理結果的數據轉送到devicenet網(wǎng)絡(luò )中的變頻器。

    3.2 通信結構與方式

    devicenet支持主從、多主和對等通信結構，不同的通信結構將決定適配器與誰(shuí)進(jìn)行通信。在該項目中，采用主從結構，plc通過(guò)scanner與變頻器交換數據。在通信方式上采用查詢(xún)方式，i/o報文直接依次發(fā)送到各個(gè)變頻器上（點(diǎn)對點(diǎn)）。

    由于設備分布比較分散，某些變頻器之間相距較遠。因此所有devicenet網(wǎng)絡(luò )的傳輸速率都設定為125k/bps， 以確保通訊可靠。

    3.3變頻器組態(tài)設計

    devicenet的上位機管理軟件是rs network for devicenet，利用它可以組態(tài)設備網(wǎng)并進(jìn)行項目管理和網(wǎng)絡(luò )故障診斷等；針對變頻器需要設置相應的地址和通信內容來(lái)配合上位機實(shí)現整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的軟件組態(tài)。

    由于涉及到vacon兩代產(chǎn)品，cx和nx的組態(tài)方法是不同的:

    （1） nx組態(tài)：nx組態(tài)比較簡(jiǎn)單，可以在變頻器g7和p2.9參數菜單中設置相關(guān)參數就可以，參數可參看表3。

    報文中具體通信內容在參數p2.9中設置，只需將所需要通訊內容的id地址填入就行（具體參看vacon 用戶(hù)手冊和vacon devicenet選件板手冊）。

    需要注意到上位機是以8個(gè)字節為單位進(jìn)行讀取的，所以需要在組態(tài)時(shí)對第四個(gè)字進(jìn)行補充；另外向上位機傳送的第二個(gè)字必須是狀態(tài)字，變頻器總線(xiàn)輸出內容可參看表4，上位機總線(xiàn)輸出內容與變頻器總線(xiàn)輸入值（p2.9.11—p2.9.18）對應即可。

    （2） cx組態(tài)：cx組態(tài)分配地址需要通過(guò)上位機進(jìn)行分配，參數內容與通信數據格式與nx一致。

    其中要注意到每個(gè)變頻器必須擁有一個(gè)單獨的mac id（g7.4.1.1）；所有變頻器均采用相同的i/o報文格式；在參數值更改前，變頻器必須處于停機模式并且通信電源是接通的。

    4 結束語(yǔ)

    總體設計能滿(mǎn)足使用廠(chǎng)家的需求，經(jīng)過(guò)實(shí)際使用，整套系統運行良好、畫(huà)面直觀(guān)，數據通信及顯示正常，能滿(mǎn)足控制的各項要求，用戶(hù)比較滿(mǎn)意。利用devicenet實(shí)現vacon變頻器集成控制，是vacon變頻器升級的一種理想方案。

    參考文獻

    [1] vacon nx變頻器. all in one”應用手冊. vacon出版,2002

    [2] vacon nx變頻器 devicenet應用手冊. vacon出版,2002