葛子建

（中冶長天國際工程有限責任公司電力分院 湖南長沙 410000）

冶金工程中變頻器與PLC通訊淺析

葛子建

（中冶長天國際工程有限責任公司電力分院 湖南長沙 410000）

引言

在冶金工程中，許多重要設(shè)備都采用變頻運行方式，如燒結(jié)廠的環(huán)冷機、燒結(jié)機、九輥和圓輥，如選礦廠的圓盤給料機、水泵和渣漿泵等。市場上主流的變頻器品牌，如施耐德、ABB、AB和西門子等，在傳統(tǒng)的DI、DO通道控制之外，還設(shè)有PROFIBUS，ETHERNET等通訊接口或通訊模塊，提供了另一種變頻器控制方法：變頻器與PLC通訊。本文以西門子CU240-2系統(tǒng)控制單元為例，對變頻器與PLC通訊進行淺析。

1 預(yù)定義接口宏概述

為滿足不同的接口定義，西門子控制單元提供了多種預(yù)定義接口宏，每種宏對應(yīng)著一種接線方式。選擇其中一種宏后變頻器會自動設(shè)置與其接線方式相對應(yīng)的一些參數(shù)，這樣極大方便了用戶的快速調(diào)試。

表1

設(shè)置預(yù)設(shè)宏或自定義宏后，在PLC中寫入狀態(tài)字，通過通訊傳給變頻器，便可實現(xiàn)對變頻器的起?？刂?，通過通訊讀會變頻器的狀態(tài)字，可在PLC中判斷變頻器的運行和故障狀態(tài)。

2 報文結(jié)構(gòu)及控制字和狀態(tài)字

報文結(jié)構(gòu)如表2。

表2

控制字具體設(shè)置如表3。

以報文20為例，要實現(xiàn)變頻器的正轉(zhuǎn)啟動，從15位到0位設(shè)定為0000 0100 0111 1111，轉(zhuǎn)化為16進制即047F，將此控制字由PLC通訊至變頻器，便可實現(xiàn)變頻器拖動電機正轉(zhuǎn)運行。如要實現(xiàn)變頻器反轉(zhuǎn)啟動，則將第11位由0改為1，即0000 1100 0111 1111，轉(zhuǎn)化為16進制即

0C7F，發(fā)送該控制字，即可實現(xiàn)變頻器拖動電機反轉(zhuǎn)運行。通過在PLC中輸入不同控制字，通訊至變頻器，便可實現(xiàn)變頻器的多種功能，如047E可實現(xiàn)變頻器停車，04FE可實現(xiàn)變頻器故障復(fù)位。

變頻器狀態(tài)字具體含義如表4。

將變頻器發(fā)送的狀態(tài)字，在PLC讀出，可根據(jù)每一個字節(jié)的數(shù)值，清楚的知道變頻器的運行狀態(tài)，且可以通過控制字設(shè)定變頻器運行頻率，可在狀態(tài)字中讀出變頻器實際轉(zhuǎn)速、實際電流、實際轉(zhuǎn)矩、有功功率和故障狀態(tài)等信息。

3 與傳統(tǒng)控制方式比較

優(yōu)點：傳統(tǒng)控制方式主要是通過變頻器的DO、DI通道信號變化從而實現(xiàn)對變頻器的起停控制和讀取變頻器起停狀態(tài)，通過變頻器的AI、AO通道設(shè)定和讀回變頻器的頻率。此方法占用通道較多，接線比較復(fù)雜，且往往需要中間繼電器中轉(zhuǎn)信號，增加了故障點。如要實現(xiàn)變頻器的正反轉(zhuǎn)，并確定是否允許PLC控制，至少要占用3個DI通道，如要讀取變頻器是否故障，運行狀態(tài)，則需要占用2個DO通道。與之相比，利用變頻器與PLC通訊，只需要一根DP通訊線，一個16位的控制字，就可以實現(xiàn)所有的控制，讀回的狀態(tài)字，信息內(nèi)容則更加豐富，控制和獲得反饋參數(shù)的操作十分簡單便捷。

表3

表4

缺點：若通訊線路出現(xiàn)干擾或PLC故障，便無法對變頻器實現(xiàn)控制功能，也無法獲取變頻器狀態(tài)。

4 結(jié)論

如果傳統(tǒng)控制方式和變頻器、PLC通訊方式同時采用，傳統(tǒng)通道控制作為變頻器通訊控制的備用，既能跟便捷的控制變頻器，獲取跟豐富的變頻器參數(shù)，又能在通訊不可靠的情況下，保證變頻設(shè)備能運用傳統(tǒng)控制方式起停。對重要變頻設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，是雙重保障。

文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2016）12-0103-02

2016-4-10

葛子建（1983-），男，工程師，主要從事電力設(shè)計工作。