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案例頻道1、傳送線的要求
如圖1所示。略去無關要求，只看各工作臺的進出用變頻器。要求如下：產品從入口進入到1#臺入口時，變頻器正轉，產品進入1#臺。檢測到減速開關時，變頻器低速運轉。再檢測到停止開關，變頻器停止。開始加工，調試完后，變頻器反轉，檢測到返回完后停止。再到2#工作臺，以此類推，直到10個工作臺全部加工完后，從出口流出。
圖1、傳送線示意圖
2、系統的構成
入圖2所示。系統由PLC、變頻器、遠程I/O和人機界面組成。
圖2、系統構成圖
PLC用于整個系統的控制，使用OMRON的CJ1G-CPU45加上DeviceNet主單元CJ1W-DRM21構成DeviceNet現場總線的控制柜（室）設備。變頻器適用于系統的各種調速要求，使用OMRON的3G3MV系列變頻器加上通訊卡PDR2構成現場總線的現場設備。遠程I/O用于系統的其他的控制，也是一種現場設備。人機界面用于整個系統的參數設定、系統信息的顯示、故障記錄、生產統計等，在這里和我們相關的是變頻器速度的設定和監控。
DRM21作為DeviceNet現場總線的主單元其作用就是分配CPU的資源，建立CPU同遠程單元、從單元及其他DeviceNet現場總線設備的通訊映像表并進行實時通訊。OMRON的CJW-DRM21支持最大63個節點，500米傳送距離、500Kbps的通訊速度。
PDR2是OMRON變頻器專用的DeviceNet通訊卡，變頻器只有插上通訊卡后才能同主單元建立映射關系，接受控制器的命令。
3、系統的設定和配置
網絡系統要正常運行，網絡上的設備必須有不同地址。而變頻器調速系統也必須設定參數才能投入運行。所以，系統接線完畢后，首先對網絡上所有的硬件進行設定。在這里包括DRM21的節點、波特率，變頻器的參數、節點。再就是通過配置軟件對系統進行配置，在此主要是I/O的分配。
3.1 波特率的設定
通過DMR21上的DIP開關設定整個網絡的通訊速度。DIP開關的定義及在此的設定如表1（本例波特率去250Kbps）。
|
PIN |
功能 |
設置 |
本例設定 |
|
1 |
波特率 |
根據1、2的位置可設定為125、250、500Kbps |
ON |
|
2 |
OFF | ||
|
3 |
通訊錯時，通訊
繼續/停止選擇 |
OFF：繼續
ON： 停止 |
OFF |
|
4 |
通訊錯時，輸出
保持/清除選擇 |
OFF：清除
ON： 保持 |
OFF |
3.2節點的設定
通過DMR2和每個PDR2上的兩個旋轉的開關設定整個網絡的節點地址，設定范圍是0-63，整個網絡內所有的節點號不能重復。本例設定好的網絡如圖3所示。
圖3、本例的網絡布置
3.3變頻器參數的設定
3G3MV有近180個參數，其中同DeviceNet總線控制相關的參數只有n003、n004兩個。n003選擇運轉指令，本例設定為3。n004選擇頻率設定源，本例設定為9。另外為了顯示速度直觀，本例讓變頻器直接顯示rpm轉速，涉及參數n035設定為4。
3.4系統的配置
DeviceNet系統配置的目的就是按照從設備的要求格式分配CPU的資源，并建立起主、從設備的映射關系。PDR2支持4種格式的遠程I/O，在此由于使用變頻器的多功能輸入端子連接外部的減速、停止、返回完、調試完開關，因此只能選擇 “CONTROL I/O REMOTE I/O+MULTI-FUNCTION INPUT MONITOR”。這種格式的特別之處，在于可以從主機側監視變頻器多功能輸入端子S1―S7的狀態，并用于控制。本例中的減速、停止、調試完、返回完開關就分別接在變頻器的S1、S2、S3、S4端子上。
表2、3分別對應于不同的工作站在主機側的輸入、輸出。對于某臺確定的工作站,其M、N一旦確定，則9個通道的功能全部定下來了。而且這9個通道不能再作為其他的寄存器使用。
|
PLC輸入通道 |
本例未用 |
Bit7 |
本例未用 |
Bit2 |
Bit1 |
Bit0 | |||
|
M CH |
|
異常 |
|
反轉中 |
停止中 |
正轉中 | |||
|
M+1 CH |
輸出頻率監視 | ||||||||
|
M+2 CH |
轉矩監視 | ||||||||
|
M+3 CH |
輸出電流監視 | ||||||||
|
M+4 CH |
未用 |
未用 |
S7 |
S6 |
S5 |
S4 |
S3 |
S2 |
S1 |
表2、變頻器對PLC的輸入
|
PLC輸出通道 |
本例未用 |
Bit9 |
本例未用 |
Bit1 |
Bit0 |
|
N CH |
|
異常復位 |
|
反轉/停 |
正轉/停 |
|
N+1 CH |
輸出頻率 | ||||
|
N+2 CH |
未用 | ||||
|
N+3 CH |
未用 | ||||
表3、PLC對變頻器的輸出
本例定義1#站的M為3300，N為3200。則位3200.00置為ON時,變頻器以3201CH輸出的二進制數據正轉,OFF時停止;3200.01置為ON時,變頻器以3201CH輸出的二進制數據反轉, 3200.01OFF時停止。變頻器正轉時，輸入位3300.00 置ON，其速度可以通過3301CH輸入的二進制數據讀出；變頻器異常時，輸入位3300.07置 ON。減速開關檢測到時，輸入位3304.00置 ON；停止開關檢測到時，輸入位3304.01置 ON；調整完開關按下時，輸入位3304.02置 ON；返回完開關檢測到時，輸入位3304.03置 ON。
配置一旦定義好后，用連接電纜連接CPU單元和電腦，通過專用的軟件按照上面的定義編輯PDR2單元和DRM2主單元的屬性，并下傳到網絡中。到此網絡的軟硬件設置全部完成。
4、程序的實現
網絡一旦配置完成，對變頻器調速系統的控制就變得比較簡單，基本上就是對分配好的I/O的控制。圖4給出了1#站的程序。其中DM10、DM12是HMI直接寫入的正常速度和正轉低速，DM15是HMI上顯示的變頻器轉速的監視。位500.00是進入1#站的條件，位10.00是內部的正轉，10.01是低速正轉，20.00是反轉。
圖4、1#站變頻器控制程序
首先將HMI輸入的十進制數變為二進制以備傳給變頻器，同時將變頻器監視的轉速變為十進制供HMI顯示。再在符合條件時輸出正、反轉和兩種速度。
5、結語
采用DeivceNet現場總線可以大量節省現場接線，系統一旦做成，調試非常方便。可以實現對變頻器調速系統的各種控制，滿足遠程操作變頻器的需要。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號