丹佛斯变频器FC360在滤棒储存输送装置上的应用

摘要：在基于Profibus总线协议的变频器控制技术的基础上，集成了西门子PLC控制系统和丹佛斯FC360系列变频器。通过编制PLC程序对变频器PCD区参数的读写和对PCV区写参数，实现了对变频器的实时控制以及状态信息和故障信息的监控，满足了滤棒储存输送装置上对变频器应用的需求。

关键词：Profibus；变频器控制；FC360；滤棒储存输送装置

引言

丹佛斯变频器VLT2800系列在烟草机械中，尤其是辅助联接设备中有着广泛的应用，但随着其逐步的停产，我们就需要寻找一种新的变频器来替换该系列变频器，以保证后续设备的正常生产和原有机器的维修保养及配件支持。丹佛斯VLT AutomationDriveFC360系列变频器是一款多用途变频器，可为各种工业提供精确、有效的电机控制。VLT AutomationDrive 所基于的模块化开放技术平台使它具有超凡的适应能力和可编程能力。它拥有可以配置并且易于操作的界面，支持本地语言和字符。完全满足了替代VLT2800系列变频器的要求，本文中将以YF171A型滤棒储存输送装置为例，介绍丹佛斯变频器VLT AutomationDriveFC360在烟草设备中的应用。

1.工作过程简介

滤棒成型机生产的滤棒，通过装盘机水平通道垂直提升到转向装置， 然后经高架输送通道直接进入到与之相连的储存输送主体部分， 储存输送主体部分设置了两个储存区及一组阶梯式输送通道。进入储存输送主体的滤棒在阶梯式输送通道的传递过程中达到规定的固化时间，再经输送通道传送到下游发射机。由于上、下游机器生产能力及实际工作状况的不同或产生偶然的故障，会导致上、下游机器供求能力的短期不平衡，系统内的两个储存区将自动协调上、下游机器生产能力的供求波动，从而避勉上、下游机器之间的工作互相牵制，影响整个系统的效率。自动卸盘台或手工卸盘装置，既可单独工作，又可与系统联机工作。

本文中将主要以6区固化输送电机为例来介绍丹佛斯变频器FC360在滤棒储存输送装置上的应用。

2.FC360外部接线

FC360变频器电源输入端子为91、92、93、95，输出端子为96、97、98、99； DP总线接口端子为62、63，注意需将处于DP总线末端的变频器上Profibus总线控制卡上的终端电阻拨到ON；变频器端子27为变频器使能端子，此时需将参数5-12设置为2：惯性停车反逻辑，当端子27上有DC27V输入时，变频器可正常启动运行，当输入为DC0V时，变频器将惯性停车；端子19、50为电动机提供热敏保护，此时需将参数1-90电动机热保护设置为2：当电机中连接的热敏电阻器因电机温度过高而作出反应时，停止（跳闸）变频器。将参数1-93设置为4：数字输入19。

端子81和82上外接了一个制动电阻器，用于以热量形式耗散多余的制动能量，连接了制动电阻器后，在制动期间（发电操作）允许存在较高的直流回路电压，此时需将参数2-10制动功能设置为1：电阻器制动。

3.硬件配置和通讯

在YF171A滤棒储存输送装置中，采用西门子S7-300 CPU315-2DP作为主站，连接有9个带DP总线卡的FC360变频器。要使变频器能够用PLC通过Profibus来控制，变频器也需要一定的参数设置才能实现，变频器初始化后需要注意以下参数设置：

8-01 控制地点： 0，数字或者控制字

8-10 控制字格式：0，FC结构

9-18 站号： 6 （若要在 9-18 节点地址中调整工作站地址，硬件开关必须被设为 126 或 127，即所有开关都设为“开”。否则，该参数将显示开关的实际设置。）

按照一般的西门子PLC硬件组态组态PLC模块硬件， 将 变 频 器 连 接 到Profibus网络上，并将其子站地址设置各个变频器参数9-18中设置的地址值。最后需要组态FC360变频器的通信区，选择通信报文为“PPO Type2 Word consistent PCD”，STEP7软件会在系统中自动给FC360变频器分配I/O地址。

4.通过DP总线对变频器的数据读写

在项目中选择了组态FC360的通讯区类型为“PPO Type2 Word consistent PCD”。需在变频器设置中将9-22设置为102。这种类型有4个字的PCV参数区，有6个字的PCD过程区。

4.1对PCV参数区写参数值

对PCV参数区数据的访问是同步通讯，即发一条信息，得到返回值后才能发第二条信息。PCV为四个字，定义如下：

A为常用值（1、2、3、6、7、8），其中：1：读请求；2：写请求（单字）；3：写请求（双字）；6：读请求（有数据分组）；7：写请求（有数据分组、单字）；8：写请求（有数据分组、双字）。

PN U为参数号，直接将数值转换为十六进制即可。B通常为0。C为参数索引选择位，选择数组参数所用的索引值。

以6号变频器为例，PCV参数区写地址为PQD352和PQD356。

将从电机的铭牌选择电机的频率值50HZ写入参数1-23电动机频率值，根据PCV的定义可以得到以下报文： PCA=207B，IDN=0000，PVA=0000，PVA=0032

然后在程序里面我们通过MOVE指令，将DW#16#207B0000写入PQD352，将DW#16#32写入PQD356，就完成了此次写入参数的操作。

需要注意的是，通过DP总线写完所有参数值后，还需对参数9-71（Profibus 保存数据值）中写入数值1，将所选菜单的所有参数值存储到非易失性存储中。

4.2对PCD过程区参数的读写

PCD过程区中前2个字通常作为控制字、速度设定值或状态字、速度实际值使用。后四个字可以根据具体要求，在FC360的参数9—16中设置，其含义为PCD读设置。

丹佛斯的变频器在组态后，读和写的第一个字和第二个字都已自动分配功能。写的第一个字为控制字（平时给047c启动），第二个字为参考值（给定速度）。读的第一个字为状态字，第二个字为总线参考值，其中读的第一个字对应参数9-16.0的设置，第二个字对应9-16.1。如果要读取其他的东西，需要从第三个字开始自己设置。

在组完态后，PLC会自动分配I地址和Q地址，Q地址是PLC写给变频器的比如047c就写到Q地址，I地址是变频器给PLC的，如果要读取变频器的一些数据，就用I地址。

这里以6号变频器为例，在组态完成后有I地址（380-391），Q地址（360-371）

地址PIW380对应读的第一个字，参数上就对应9-16.0，变频器自动分配为1600控制字。地址PIW382对应读的第二个字，参数上对应9-16.1，变频器自动分配为1601参考值。依此类推，地址PIW384对应参数9-16.2，我们设置为1614电动机电流；地址PIW386对应参数9-16.3，设置为1612电动机电压；地址PIW388对应参数9-16.4，设置为1610功率；地址PIW390对应参数9-16.5，设置为1613频率。

地址PQW360对应写的第一个字，参数上对应9-15.0，PLC向变频器写入控制字。地址PQW362对应写的第二个字，参数上对应9-15.1，PLC向变频器写入给定速度。

通过以上的设置，我们就可以通过在PLC程序里直接对PCD区地址进行读写，来实现对变频器状态的监控和控制。

5.结束语

本文以滤棒储存输送装置为例，介绍了FC360变频器的外部接线方式和通过DP总线对变频器进行参数的读写以及对其进行启动停止的控制。这为解决因器件换型对已保有的设备所造成的设备维修保养困难和后续新设备的生产，提供了切实可行的应用方案，具有比较强的现实意义。

参考文献：

[1]SIMATIC S7-300/400系统、维护与编程综合课程，西门子公司出版.

[2]VLT AutomationDrive FC360快速指南，丹佛斯公司出版，2013.08.

[3]VLT AutomationDrive FC360 设计指南，丹佛斯公司出版，2013.04.

[4]VLT AutomationDrive FC360 编程指南，丹佛斯公司出版，2013.11.