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案例頻道1、傳送線的要求
如圖1所示。略去無(wú)關(guān)要求，只看各工作臺(tái)的進(jìn)出用變頻器。要求如下：產(chǎn)品從入口進(jìn)入到1#臺(tái)入口時(shí)，變頻器正轉(zhuǎn)，產(chǎn)品進(jìn)入1#臺(tái)。檢測(cè)到減速開(kāi)關(guān)時(shí)，變頻器低速運(yùn)轉(zhuǎn)。再檢測(cè)到停止開(kāi)關(guān)，變頻器停止。開(kāi)始加工，調(diào)試完后，變頻器反轉(zhuǎn)，檢測(cè)到返回完后停止。再到2#工作臺(tái)，以此類推，直到10個(gè)工作臺(tái)全部加工完后，從出口流出。
圖1、傳送線示意圖
2、系統(tǒng)的構(gòu)成
入圖2所示。系統(tǒng)由PLC、變頻器、遠(yuǎn)程I/O和人機(jī)界面組成。
圖2、系統(tǒng)構(gòu)成圖
PLC用于整個(gè)系統(tǒng)的控制，使用OMRON的CJ1G-CPU45加上DeviceNet主單元CJ1W-DRM21構(gòu)成DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線的控制柜（室）設(shè)備。變頻器適用于系統(tǒng)的各種調(diào)速要求，使用OMRON的3G3MV系列變頻器加上通訊卡PDR2構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。遠(yuǎn)程I/O用于系統(tǒng)的其他的控制，也是一種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。人機(jī)界面用于整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定、系統(tǒng)信息的顯示、故障記錄、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)等，在這里和我們相關(guān)的是變頻器速度的設(shè)定和監(jiān)控。
DRM21作為DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線的主單元其作用就是分配CPU的資源，建立CPU同遠(yuǎn)程單元、從單元及其他DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的通訊映像表并進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。OMRON的CJW-DRM21支持最大63個(gè)節(jié)點(diǎn)，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(guān)系，接受控制器的命令。
3、系統(tǒng)的設(shè)定和配置
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要正常運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備必須有不同地址。而變頻器調(diào)速系統(tǒng)也必須設(shè)定參數(shù)才能投入運(yùn)行。所以，系統(tǒng)接線完畢后，首先對(duì)網(wǎng)絡(luò)上所有的硬件進(jìn)行設(shè)定。在這里包括DRM21的節(jié)點(diǎn)、波特率，變頻器的參數(shù)、節(jié)點(diǎn)。再就是通過(guò)配置軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置，在此主要是I/O的分配。
3.1 波特率的設(shè)定
通過(guò)DMR21上的DIP開(kāi)關(guān)設(shè)定整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通訊速度。DIP開(kāi)關(guān)的定義及在此的設(shè)定如表1（本例波特率去250Kbps）。
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PIN |
功能 |
設(shè)置 |
本例設(shè)定 |
|
1 |
波特率 |
根據(jù)1、2的位置可設(shè)定為125、250、500Kbps |
ON |
|
2 |
OFF | ||
|
3 |
通訊錯(cuò)時(shí)，通訊
繼續(xù)/停止選擇 |
OFF：繼續(xù)
ON： 停止 |
OFF |
|
4 |
通訊錯(cuò)時(shí)，輸出
保持/清除選擇 |
OFF：清除
ON： 保持 |
OFF |
3.2節(jié)點(diǎn)的設(shè)定
通過(guò)DMR2和每個(gè)PDR2上的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)的開(kāi)關(guān)設(shè)定整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)地址，設(shè)定范圍是0-63，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有的節(jié)點(diǎn)號(hào)不能重復(fù)。本例設(shè)定好的網(wǎng)絡(luò)如圖3所示。
圖3、本例的網(wǎng)絡(luò)布置
3.3變頻器參數(shù)的設(shè)定
3G3MV有近180個(gè)參數(shù)，其中同DeviceNet總線控制相關(guān)的參數(shù)只有n003、n004兩個(gè)。n003選擇運(yùn)轉(zhuǎn)指令，本例設(shè)定為3。n004選擇頻率設(shè)定源，本例設(shè)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(zhuǎn)速，涉及參數(shù)n035設(shè)定為4。
3.4系統(tǒng)的配置
DeviceNet系統(tǒng)配置的目的就是按照從設(shè)備的要求格式分配CPU的資源，并建立起主、從設(shè)備的映射關(guān)系。PDR2支持4種格式的遠(yuǎn)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(diào)試完開(kāi)關(guān)，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(jī)側(cè)監(jiān)視變頻器多功能輸入端子S1―S7的狀態(tài)，并用于控制。本例中的減速、停止、調(diào)試完、返回完開(kāi)關(guān)就分別接在變頻器的S1、S2、S3、S4端子上。
表2、3分別對(duì)應(yīng)于不同的工作站在主機(jī)側(cè)的輸入、輸出。對(duì)于某臺(tái)確定的工作站,其M、N一旦確定，則9個(gè)通道的功能全部定下來(lái)了。而且這9個(gè)通道不能再作為其他的寄存器使用。
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PLC輸入通道 |
本例未用 |
Bit7 |
本例未用 |
Bit2 |
Bit1 |
Bit0 | |||
|
M CH |
|
異常 |
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反轉(zhuǎn)中 |
停止中 |
正轉(zhuǎn)中 | |||
|
M+1 CH |
輸出頻率監(jiān)視 | ||||||||
|
M+2 CH |
轉(zhuǎn)矩監(jiān)視 | ||||||||
|
M+3 CH |
輸出電流監(jiān)視 | ||||||||
|
M+4 CH |
未用 |
未用 |
S7 |
S6 |
S5 |
S4 |
S3 |
S2 |
S1 |
表2、變頻器對(duì)PLC的輸入
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PLC輸出通道 |
本例未用 |
Bit9 |
本例未用 |
Bit1 |
Bit0 |
|
N CH |
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異常復(fù)位 |
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反轉(zhuǎn)/停 |
正轉(zhuǎn)/停 |
|
N+1 CH |
輸出頻率 | ||||
|
N+2 CH |
未用 | ||||
|
N+3 CH |
未用 | ||||
表3、PLC對(duì)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(shí),變頻器以3201CH輸出的二進(jìn)制數(shù)據(jù)正轉(zhuǎn),OFF時(shí)停止;3200.01置為ON時(shí),變頻器以3201CH輸出的二進(jìn)制數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn), 3200.01OFF時(shí)停止。變頻器正轉(zhuǎn)時(shí)，輸入位3300.00 置ON，其速度可以通過(guò)3301CH輸入的二進(jìn)制數(shù)據(jù)讀出；變頻器異常時(shí)，輸入位3300.07置 ON。減速開(kāi)關(guān)檢測(cè)到時(shí)，輸入位3304.00置 ON；停止開(kāi)關(guān)檢測(cè)到時(shí)，輸入位3304.01置 ON；調(diào)整完開(kāi)關(guān)按下時(shí)，輸入位3304.02置 ON；返回完開(kāi)關(guān)檢測(cè)到時(shí)，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(guò)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(wǎng)絡(luò)中。到此網(wǎng)絡(luò)的軟硬件設(shè)置全部完成。
4、程序的實(shí)現(xiàn)
網(wǎng)絡(luò)一旦配置完成，對(duì)變頻器調(diào)速系統(tǒng)的控制就變得比較簡(jiǎn)單，基本上就是對(duì)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(xiě)入的正常速度和正轉(zhuǎn)低速，DM15是HMI上顯示的變頻器轉(zhuǎn)速的監(jiān)視。位500.00是進(jìn)入1#站的條件，位10.00是內(nèi)部的正轉(zhuǎn)，10.01是低速正轉(zhuǎn)，20.00是反轉(zhuǎn)。
圖4、1#站變頻器控制程序
首先將HMI輸入的十進(jìn)制數(shù)變?yōu)槎M(jìn)制以備傳給變頻器，同時(shí)將變頻器監(jiān)視的轉(zhuǎn)速變?yōu)槭M(jìn)制供HMI顯示。再在符合條件時(shí)輸出正、反轉(zhuǎn)和兩種速度。
5、結(jié)語(yǔ)
采用DeivceNet現(xiàn)場(chǎng)總線可以大量節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)接線，系統(tǒng)一旦做成，調(diào)試非常方便。可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器調(diào)速系統(tǒng)的各種控制，滿足遠(yuǎn)程操作變頻器的需要。
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)