1336 PLUS II變頻器在DeviceNet中的應用

一、 項目簡介

上海卷煙廠570kg/h CO₂膨脹煙絲生產線控制系統改造項目主控器件選型基本全部采用羅克韋爾自動化系列產品。全線控制網絡選用工業以太網作為控制系統的主干網，采用環形結構來構成整個系統網絡，另外兩層控制系統選用AB公司的ControlNet 及DeviceNet網絡。中控室監控機、現場PLC與Panel View1000掛在光纖環網上，通過工業以太網進行通訊。各生產線與本線內獨立電控系統之間的通訊采用AB公司的ControlNet網絡通訊，Logix5563與FLEX I/O現場I/O箱、電子皮帶秤以及現場儀表（如水分儀、變頻器、E3 Plus等）之間通訊采用DeviceNet網絡。

二、DeviceNet及1336 PLUS II變頻器的應用

隨著現場總線技術的迅猛發展和日漸成熟，現場總線技術在煙機設備中得到了日益廣泛的應用。DeviceNet現場總線以其優越的性能，同樣受到了更廣泛的青睞。1336 PLUS II變頻器提供非常簡單的參數設定和操作，控制方法新穎、應用靈活并且功能卓越。

上海卷煙廠膨脹煙絲線改造項目中，所有變頻電機均采用AB 公司的1336 PLUS II變頻器來驅動。其中熱端CP2中主工藝風機（功率75KW）需要精確控制，用以調節整個熱膨脹系統的風速。舊系統采用管道中加風門進行控制，由于整個熱膨脹系統是動態的，用風門進行調節并不理想，項目改造后主工藝風機采用變頻器控制，通過PLC進行PID運算，運算結果通過DeviceNet網絡輸出給變頻器，控制風機轉速，從而進行風速精確、靈活控制，同時節省了能源。

1336 PLUS II變頻器通過DeviceNet與PLC通訊，實現對電機的控制，可讀取變頻器狀態字、運行頻率、變頻器溫度及電機電流等大量過程參數；同時，也實現了對電機的遠程啟動、停止和頻率的實時控制。使用網絡通訊比傳統的控制方式具有下述優點：接線數量減少，采集變頻器的數據多，抗干擾能力強等。DeviceNet網絡用于簡單的、工業用的設備（如變頻器、傳感器等）與高級設備（如控制器）之間的連接。基于標準的控制域技術，這一開放的網絡提供了許多廠商設備之間的可相互操作性，其中包括1336 PLUS II變頻器的通訊。本項目中主工藝風機控制用變頻器通過1203-GK5通訊模塊與主控PLC 基架中的1756-DNB模板連接，與ControlLogix5563進行通訊。此種控制方式可以通過相應的編程軟件察看或修改1336 PLUS II變頻器內部的300多條參數，如電機的電流、溫度、轉速等都可以由DeviceNet網絡的數據采集獲得，只需在控制室觸摸屏或監控機上遠程更改參數即可。1336 Plus II變頻器通過DeviceNet網絡得到了智能化控制。

圖一：網絡結構圖

三、DeviceNet及1336 PLUS II變頻器的設置過程

1、硬件結構及組態軟件：

1) CONTROLLOGIX5000系列機架、CPU、電源模板、DEVICENET網卡。

2) 1336 PLUS II變頻器、1203-GK5網卡、1202-C03連接電纜。

3) RSLOGIX5000編程軟件、1756-CP3傳輸電纜。

4) RSNETWORX FOR DEVICENET網絡配置軟件。

2、網卡1203-GK5的硬件設置：

1）在網線上的連接方法：按顏色連接，網線的5根線說明：V+（紅線）、CANH（白線）、SHIELD（亮線）、CANL（藍線）、V-（黑線）。

2）在V+（紅線）、V-（黑線）上外接24VDC電源。

3）使用網卡1203-GK5時選擇ADAPTER 2。

各項參數可以使用硬件DIP開關設置，也可以在配置軟件中通過參數設置（使用軟件參數設定網絡地址SW2-7、SW2-8必須在ON位置）。

3、網卡1203-GK5的DIP開關設置：

1）在1203-GK5上SW2組DIP撥碼1-6用來設定地址，出廠默認值為63，按二進制計算。

其它數值依此類推。

2）在1203-GK5上SW2組DIP撥碼7-8用來選擇波特率。

3）在1203-GK5上SW1組DIP撥碼1-8設置。

4、在DEVICENET網絡配置軟件中，雙擊掃描器（1756-DNB/A）圖標，進入掃描器屬性對話框，作如下配置：

1）在“Module”選項，選擇參數上載。

2）在“Scan list”選項，配置好設備排序，建議在設備編排地址階段，做好規劃，方便使用。

3）在“Input”選項，編排好輸入參數地址。

4）在“Output”選項，編排好輸出參數地址。

5）可以修改輸入參數/輸出參數的字節長度（默認為4字節輸入/4字節輸出）。

6）配置完畢，選擇下載。

5、配置DEVICENET網絡，只要地址不重復，通訊速率一致，就能夠在DEVICENET網絡配置軟件中通過上載讀取所有的節點，雙擊變頻器圖標就可以修改所有的參數，主要注意事項有以下幾點：

1）變頻器參數5：ADAPTER1、2、6，與變頻器參數6進行二選一，同時關系輸出控制字的選擇。

2）變頻器參數6：ADAPTER1、2、6，與變頻器參數5進行二選一，同時關系輸出控制字的選擇。

3）推薦使用DIP開關設置地址和通訊速率。

圖二：變頻器參數

6、在RSLOGIX5000編程軟件中組態好硬件，下載到CPU中；編好基本的語句并下載，默認的輸入字節為4，輸出字節為4。

1）變頻器啟動/停止/報警復位語句，使用輸出控制第一個字，PLC→1336 Plus Ⅱ，具體含義如下：

2）變頻器頻率控制語句，使用輸出控制第二個字，PLC→1336 Plus Ⅱ，頻率值讀寫，范圍：0-32767。

3）變頻器運行監測和報警監測語句，使用輸入控制第一個字，1336 PlusⅡ→PLC具體含義如下：

4）變頻器頻率監測語句，使用輸入控制第二個字，1336 PlusⅡ→PLC，具體含義同輸出控制第二個字。

四、通過MESSAGE指令讀取電機其它參數

由于一塊1756-DNB網卡最多可以映射124個DINT字節，為了節省網絡資源，可以通過MSG方式讀取其它所需參數。

1）RSLogix5000程序編制

下圖示例通過在Logix5000編程軟件中通過MSG指令讀取主工藝風機運行電流值。

2）MESSAGE指令配置

A、基本配置：見下圖

類型：CIP Generic；Class Code：f（固定值）；Attribute:1（固定值）；Instance：1，代表電壓值；其它具體參數請參閱變頻器手冊中參數表。

B、通訊配置：見下圖

路徑：DNET，本項目中1756-DNB網卡名稱；2，固定值；8，主工藝風機變頻器在系統中的D網地址。

五、結束語

1336 PLUS II變頻器在工業控制領域應用廣泛，在應用DeviceNet總線控制后，大大地增加了變頻器控制的靈活性，而且可以監視、控制更多的過程參數，使用戶可以方便地獲得變頻器的更加全面的信息，為設備安全、高效的運行創造了有力條件。DeviceNet網絡技術的發展使1336 PlusII變頻器控制上發生了巨大的變化，使變頻器控制更智能、更易使用。