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案例頻道1 引言
織布機(jī)械在國內(nèi)的紡織行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。織布工藝主要包括拉布、漂洗、烘干和送布等步驟，由多臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)，技術(shù)難點(diǎn)為電動(dòng)機(jī)之間必須保持同步運(yùn)轉(zhuǎn)，使布保持恒定的張力。通常的控制方法一般采用模擬量控制或RS485通信方法，通過模擬量輸出或可編程控制器通信給定各個(gè)變頻器的頻率。
1．1 模擬量輸出的缺點(diǎn)
(1) 配置成本高，必須要增加多個(gè)D/A轉(zhuǎn)換模塊。
(2) 模擬量輸出容易受周圍環(huán)境的干擾，造成信號(hào)不穩(wěn)定，使變頻器的運(yùn)行頻率發(fā)生變動(dòng)，影響實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。
(3) 控制距離短，因電線中存在內(nèi)阻，當(dāng)可編程控制器和變頻器之間距離較長時(shí)，可能會(huì)使到達(dá)變頻器端的實(shí)際電壓降低，使運(yùn)行頻率下降。
1．2 RS485通信的缺點(diǎn)
(1)通信速度慢，一般為9600 bps，最大通信速度為38400 bps。例) 波特率為1200 bps，是指1秒鐘可以發(fā)送1200位，則發(fā)送一個(gè)位的時(shí)間是1 秒/1200 位= 0.83 毫秒。組成一個(gè)字母的尺寸是1個(gè)字符，一個(gè)字符是8個(gè)位，稱為一個(gè)字節(jié)，因此一個(gè)字符的發(fā)送時(shí)間是0.83毫秒 * 8 位 = 6.64毫秒。
(2)通信距離短，一般為700米以下。
(3)采用半雙工方式。
2 LS產(chǎn)電F-NET現(xiàn)場總線簡介
F-NET現(xiàn)場總線 （Fieldbus）是連接現(xiàn)場智能設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)，是基于現(xiàn)場對象的通信網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)的集成。它是九十年代剛剛興起的新一代全分布式控制系統(tǒng)的核心技術(shù)。伴隨著數(shù)字化時(shí)代的來臨，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(Fieldbus Control System, FCS)必將取代傳統(tǒng)的DCS控制系統(tǒng)，而成為工業(yè)自動(dòng)化的主流。
項(xiàng)目 特性
傳輸速度 1Mbps （F-NET模塊通用）
編碼方式 雙相曼徹斯特
電氣 通訊距離（每段） 最大750米
通訊距離（當(dāng)使用中繼器時(shí)） 最大750米*（6中繼器+1）=5.25km
通訊線 雙絞屏蔽電纜
光纖 通訊距離（每段） 最大3km
通訊距離（當(dāng)使用EOC時(shí)） 最大3km*（6EOC+1）=21km
通訊線 光纖電纜
站號(hào)設(shè)定的最大數(shù)目 主站+從站=64站（至少須連接一個(gè)主站）
交換協(xié)議的最大長度 256byte
通訊訪問類型 循環(huán)令牌通過方式
通訊方式 定向連接服務(wù) 無連接服務(wù)
幀錯(cuò)誤檢查 CRC 16=X15+X14+X13+….+X2+X+1
3 案例說明
這里以浙江杭州**紡織機(jī)械公司的織布設(shè)備為例做說明。該公司需要控制19臺(tái)電動(dòng)機(jī)按照一定的比率進(jìn)行同步運(yùn)轉(zhuǎn)，使布的張力盡量保持恒定，變化范圍不超過1%，根據(jù)上面的這些要求，本公司向客戶推薦采用LS產(chǎn)電專用協(xié)議F-NET，以MASTER-K200S系列PLC+G6L-FUEA為主站，IS5系列變頻器+F-NET通信卡作為從站，通過觸摸屏輸入來發(fā)送運(yùn)行頻率和運(yùn)行指令到可編程控制器，再由可編程控制器來控制變頻器的運(yùn)行，并監(jiān)控變頻器的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。
3.1系統(tǒng)配置:
3.2連接方法:
3.3 LS產(chǎn)電IS5系列變頻器特性
(1) 使用方便：選配LCD液晶顯示器，可顯示數(shù)字和文字的液晶（16*2），具有9個(gè)功能鍵。可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、監(jiān)控。
(2) 柔性控制功能：可編程的多功能輸入和輸出端子；多步速（最高可大16段）運(yùn)行方式；電子電位器運(yùn)行（UP、DOWN）；3線運(yùn)行方式；PID功能。
(3) 高性能：無傳感器矢量控制；帶傳感器矢量控制；電機(jī)參數(shù)自整定；0.5hz時(shí),輸出150%轉(zhuǎn)矩。
(4) 強(qiáng)大的功能：自動(dòng)力矩提升；最快、最適合的加減速方式；可變的載波頻率1khz~15khz；防失速補(bǔ)償；參數(shù)鎖定、拷貝。
(5) 內(nèi)置保護(hù)功能：自動(dòng)重啟動(dòng)；堵轉(zhuǎn)保護(hù)；電子熱保護(hù)；過電壓，欠電壓，過電流，保險(xiǎn)絲斷，接地保護(hù), 變頻器過熱；短路保護(hù)
(6) 廣泛的通信功能：RS485通信為Multi-drop 連接系統(tǒng), 可最大到31 臺(tái)變頻器，最大傳送速度 19200 bps；ModBus-RTU協(xié)議；通過F-Net通訊卡可以和LG PLC 通訊 ；Device-Net通信； ProfiBus通信。
3.4 通信地址設(shè)置:
COM1:PLC-GF/F-NET（通信卡型號(hào)） COM17:1(站號(hào)) COM2:CMD+FRQ（控制方式）
參數(shù)地址 說明 單位 讀/寫 數(shù)值 PLC對應(yīng)地址
0005 給定頻率 0.01hz R/W D10
0006 運(yùn)行指令 R/W Bit0:停止(R/W)
Bit1:正向運(yùn)行(R/W)
Bit2:反向運(yùn)行(R/W)
Bit3:故障重啟(W)
Bit4:故障停止(W) D0
000A 輸出頻率 0.01hz R M100
000E 運(yùn)行狀態(tài) R Bit0:停止
Bit1:正向
Bit2:反向
Bit3:故障(保護(hù))
Bit4:加速
Bit5:減速
Bit6:到達(dá)速度
Bit7:直流制動(dòng) M101
000F 保護(hù)信息 R Bit0:OC過流
Bit1:OV過壓
Bit2:EXT
Bit3:BX
Bit4:LV欠壓
Bit5:Fuse Open保險(xiǎn)絲斷開
Bit6:GF
Bit7:OH過熱 M102
3.5編程軟件設(shè)置（這里以一臺(tái)變頻器為例說明）:
編程軟件采用KGL-WIN3.64，該款軟件使用很簡單，通訊方面通過設(shè)置參數(shù)即可完成。
通信程序例：
3.6 變頻器參數(shù)設(shè)置
DRV-03（驅(qū)動(dòng)模式）：FX/RX-1（外部端子運(yùn)行）
DRV-04（頻率模式）：V1（外部0~10V電壓）
I/O-12(多功能輸入端子P1定義)：主驅(qū)動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)安裝了一個(gè)擴(kuò)展板（RS485，DeviceNet，F(xiàn)-Net），同時(shí)被用作頻率設(shè)定和運(yùn)行/停止指令時(shí)，在不必更改參數(shù)的情況下，使用該功能可以把變頻器運(yùn)行變到手動(dòng)運(yùn)行。
I/O-48（頻率參數(shù)丟失情況下的運(yùn)行選擇）：無
I/O-49（頻率參數(shù)丟失時(shí)的等待時(shí)間）：0.1秒
COM-01（選項(xiàng)板類型顯示）：PLC-GF/F-NET
COM-02（選項(xiàng)方式）：CMD+FREQ（指令+頻率）
COM-17（站號(hào)）：1（0~63）
4 運(yùn)行結(jié)論
經(jīng)實(shí)際調(diào)試，電機(jī)運(yùn)行正常，當(dāng)主電機(jī)速度增加或減少時(shí)，從電機(jī)的速度跟隨性很好，布的張力變化也很小，基本保持恒定，能夠滿足客戶的要求。
作者：LS產(chǎn)電技術(shù)中心技術(shù)工程師 薛太林
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)