0 前言

　　由我公司生產研制的大直縫銑邊機是石油天然氣管道制造行業(yè)中大口徑直縫焊管生產線（JCOE）上的關鍵設備之一，該設備是國內自主研發(fā)的第一臺。電氣控制系統(tǒng)采用西門子兩條PROFIBUS總線通訊，由28個主從通訊站組成，實現(xiàn)全局數字量實時監(jiān)控通訊。在系統(tǒng)配置中選用西門子CPU414-3DP作為主站，ET200S遠程I/O、70變頻器、TR編碼器、MTS位移傳感器、比例伺服閥、巴魯夫微脈沖位移傳感器作為從站（詳見圖1大直縫銑邊機PLC組態(tài)），西門子觸摸屏MP377設定與顯示。系統(tǒng)中所有速度量、位移量及安全保護、故障點都要在屏上實時監(jiān)控與報警。由于通訊口多，距離遠，程序模塊多（詳見圖2大直縫銑邊機PLC程序塊），自動化程度要求高，控制難度很大。

　　1 70變頻器的PROFIBUS-DP通訊

　　1.1 通訊方式設定為PPO 4，這種方式為0 PKW/6 PZD，輸入輸出都為6個PZD，在P60=7設置下，設置P53=3，允許CBP2（PROFIBUS）操作， P918.1設置變頻器的PROFIBUS地址。

　　1.2 設置第一與第二個輸入的PZD為PLC給變頻器的控制字， 設置第一與第二個輸出的PZD為變頻器給PLC的狀態(tài)字，設置第三個為變頻器反饋給PLC 的實際輸出頻率的百分比值，第四個為變頻器反饋給PLC的實際輸出電流的百分比值。

　　1.3 PLC給變頻器的第一個PZD存儲在變頻器里的K3001字里，這里設置為P554=3100，P571=3101，P572=3102時，K3001的位3100就控制變頻器的啟動與停止，3101就控制正轉，3102就控制反轉。

　　1.4 PLC給變頻器的第二個PZD存儲在變頻器里的K3002字里，若P443=K3002，那么整個字K3002就是PLC給變頻器的主給定控制字， PLC發(fā)送過來的第二個字的大小為0到16384（對應變頻器輸出的0到100%），當為 8192時，變頻器輸出頻率為25Hz。

　　1.5 程序：（建立DB17，調用SFC14，SFC15，變頻器的地址為512既W#16#200）

　　1.5.1 讀出數據

　　CALL “DPRD_DAT”

　　LADDR ：=W#16#200

　　RET_VAL：=MW200

　　RECORD ：=P#DB17.DBX0.0 BYTE 12 （讀取12個BYTE）

　　NOP 0

　　1.5.2 發(fā)送數據

　　CALL “DPWR_DAT”

　　LADDR ：=W#16#200

　　RECORD ：=P#DB17.DBX12.0 BYTE 12 （寫入12個BYTE）

　　RET_VAL：=MW210

　　NOP 0

　　1.5.3 L “DB17”.DBW0

　　T “MW20”

　　NOP 0

　　1.5.4 L “DB17”.DBW2

　　T “MW22”

　　NOP 0

　　則：DB17.DBX 13.0 控制啟動與停止；

　　DB17.DBX 13.1 控制正轉；

　　DB17.DBX 13.2 控制反轉；

　　M21.1 變頻器READY；

　　M21.3 變頻器FAULT。

2 編碼器的PROFIBUS-DP通訊

　　2.1 讀取編碼器值。

　　L P##Peripherieaddr

　　TAK

　　LAR1

　　L PID ［AR1，P#0.0］

　　T #actual_C1_DI

　　2.2 數據修正，加上修正值（offset ，一般為負值）。

　　L #actual_C1_DI

　　L #offset

　　+D

　　T #actual_C2_DI

　　NOP 0

　　2.3 轉換并換算成實際位置，數據類型轉換，乘以轉換系數得到實際位置。

　　A（

　　L #actual_C2_DI

　　DTR

　　T #actual_Pos_R

　　SET

　　SAVE

　　CLR

　　A BR

　　）

　　JNB _006

　　L #actual_Pos_R

　　L #multipliactor

　　*R

　　T #actual_position

　　_006： NOP 0

3 位移傳感器的PROFIBUS-DP通訊

　　3.1 編碼器數據采集1，PID257（L）/PID258（M），MB103（L）/MB102（M）。

　　A（

　　L PIB 257

　　T MB 103

　　SET

　　SAVE

　　CLR

　　A BR

　　）

　　JNB _001

　　L PIB 258

　　T MB 102

　　_001： NOP 0

　　3.2 編碼器數據采集2，0 / PID259（H）， MB100（HH）/ MB101（H）。

　　A（

　　L PIB 259

　　T MB 101

　　SET

　　SAVE

　　CLR

　　A BR

　　）

　　JNB _002

　　L 0

　　T MB 100

　　_002： NOP 0

　　3.3 讀取狀態(tài)位參數，將狀態(tài)位發(fā)送到MB80中。

　　L PIB 256

　　T MB 80

　　NOP 0

　　3.4 修正結果，MD100為編碼器采樣數據，MD104為編碼器零位修正值，MD108為修正后結果，參與控制；MD104在HMI（人機界面）上設置。

　　L MD 100

　　L MD 104

　　+R

　　T MD 108

　　NOP 0

4 ET200S作為遠程I/O分站時，其PROFIBUS-DP通訊比較簡單，只需在接口模塊上設定PROFIBUS-DP地址即可，這里不再詳述。

5 PROFIBUS-DP通訊應注意的問題

　　5.1 總線連接器和總線電纜的連接要可靠，屏蔽層一定要壓正確牢固，零散線要成束，不能與總線連接器上的芯片接觸。

　　5.2 所有主從站上的DC24V的GND要連通。

　　5.3 總線電纜盡可能遠離動力電纜，以防止電磁干擾。

　　5.4 132KW電機與變頻器的配線盡可能采用屏蔽電纜，屏蔽層壓接在電氣箱內，電機側懸空。

　　5.5 PE線用盡可能粗的接地線與所有設備可靠連接。

　　5.6 電氣箱內的接地銅排要與廠房內的接地銅排可靠相連。

6 結束語

　　由于在此控制系統(tǒng)中使用了多家非西門子的總線產品，雖然都支持PROFIBUS協(xié)議，但通訊軟件內部還是有許多不同的地方，需要我們反復理解、消化、多次做實驗，經過我們兩年來的大量工作，目前該設備已調試完畢，交付用戶使用，效果良好。