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    1 前言

    變頻器被廣泛應用于工業控制現場的交流傳動技術之中。通常變頻器控制由操作面板來完成，也可以通過外部i/o控制信號來實現。隨著網絡技術的發展以及現場對生產的自動化程度更高要求，變頻器與變頻器、變頻器與控制器之間更趨于通過現場實時總線通信的方式以實現數據的快速、準確交互。

    本文針對鞍鋼齊礦集團精選礦生產線進行設備升級改造，采用devicenet總線實現兩代vacon變頻器之間及變頻器和控制器之間數據通信及控制。

    2 devicenet總線

    devicenet是美國rockwell開發的、基于canbus技術的一種現場總線，用于實現低成本、高性能的設備層的網絡互聯；devicenet處于設備層，可以通過網絡層和信息層與互聯網相聯。

    devicenet是用于現場設備（傳動裝置、開關、i/o和人機界面等）與plc之間的通信網絡，傳輸速率為125～500kbit/s，傳輸距離最大為500m，最大節點數為63個。它通過scanport接口能與支持devicenet的各種傳動系統聯網，實現集中控制和參數在線優化，可以滿足傳動系統對電動機快速響應的要求。

    3 方案設計與調試

    目前該生產線主要采取機旁操作，由巡檢人員定時查看變頻器的各項數據，并將變頻器的狀態通過人工傳遞給主控室。
該生產線存在以下缺點：

    （1） 不能滿足集中監控信息的實時傳輸要求：數據傳輸手段和通信手段傳輸速率慢、運行成本高。

    （2） 兩代產品不能統一控制，現場需要操作人員過多。

    3.1 方案設計

    根據現場情況，采用以rockwell slc500 plc作為上位機并加裝設備網掃描模塊，實現統一控制，并采用rockwell工控機進行監控和管理，工控機與plc之間采用ethernet通信；對4臺vacon nx變頻器和2臺vacon cx變頻器選用各自的devicenet適配器；變頻器的所有控制和反饋均通過devicenet網的控制字與狀態字來實現；變頻器與plc及工控機之間采用標準圓形五芯屏蔽通訊電纜連接，系統結構如附圖所示。


    整個改造系統所需設備清單參看表1。

    cx212opt和60vb00281是vacon變頻器專用的devicenet選件卡，分別適用于cx和nx兩代產品；兩種選件卡接線方式和接線端子完全相同，接線端子的內容可參看表2。

    1747-sdn設備網掃描模塊是slc處理器和變頻器進行數據傳送的主要部件。它相當于一個存儲器，存儲devicenet上的變頻器信息，并供plc進行讀寫操作。它不斷的對devicenet上所連的變頻器進行掃描，并且用新的掃描結果更新devicenet上的設備映象到處理器內存中輸入部分地址以便于處理器進行數據處理，同時，把處理器處理結果的數據轉送到devicenet網絡中的變頻器。

    3.2 通信結構與方式

    devicenet支持主從、多主和對等通信結構，不同的通信結構將決定適配器與誰進行通信。在該項目中，采用主從結構，plc通過scanner與變頻器交換數據。在通信方式上采用查詢方式，i/o報文直接依次發送到各個變頻器上（點對點）。

    由于設備分布比較分散，某些變頻器之間相距較遠。因此所有devicenet網絡的傳輸速率都設定為125k/bps， 以確保通訊可靠。

    3.3變頻器組態設計

    devicenet的上位機管理軟件是rs network for devicenet，利用它可以組態設備網并進行項目管理和網絡故障診斷等；針對變頻器需要設置相應的地址和通信內容來配合上位機實現整個網絡的軟件組態。

    由于涉及到vacon兩代產品，cx和nx的組態方法是不同的:

    （1） nx組態：nx組態比較簡單，可以在變頻器g7和p2.9參數菜單中設置相關參數就可以，參數可參看表3。

    報文中具體通信內容在參數p2.9中設置，只需將所需要通訊內容的id地址填入就行（具體參看vacon 用戶手冊和vacon devicenet選件板手冊）。

    需要注意到上位機是以8個字節為單位進行讀取的，所以需要在組態時對第四個字進行補充；另外向上位機傳送的第二個字必須是狀態字，變頻器總線輸出內容可參看表4，上位機總線輸出內容與變頻器總線輸入值（p2.9.11—p2.9.18）對應即可。

    （2） cx組態：cx組態分配地址需要通過上位機進行分配，參數內容與通信數據格式與nx一致。

    其中要注意到每個變頻器必須擁有一個單獨的mac id（g7.4.1.1）；所有變頻器均采用相同的i/o報文格式；在參數值更改前，變頻器必須處于停機模式并且通信電源是接通的。

    4 結束語

    總體設計能滿足使用廠家的需求，經過實際使用，整套系統運行良好、畫面直觀，數據通信及顯示正常，能滿足控制的各項要求，用戶比較滿意。利用devicenet實現vacon變頻器集成控制，是vacon變頻器升級的一種理想方案。

    參考文獻

    [1] vacon nx變頻器. all in one”應用手冊. vacon出版,2002

    [2] vacon nx變頻器 devicenet應用手冊. vacon出版,2002