企業(yè)案例--牽引設(shè)備變頻器通訊控制

1、職業(yè)教育工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)職業(yè)教育工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)企 業(yè) 案 例課程名稱(chēng)：編 制 人：郵 箱：電 話：編制時(shí)間： 編制單位：XXXXXXX上下料機(jī)器人工作站系統(tǒng)應(yīng)用課程-企業(yè)案例輸送線控制牽引設(shè)備變頻器通訊控制1.課程企業(yè)案例基本信息企業(yè)案例名稱(chēng)輸送線控制牽引設(shè)備變頻器通訊控制案例編號(hào)關(guān)鍵詞變頻器PLC對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)輸送線控制2.課程企業(yè)案例 （1）、案例技術(shù)背景： 交流調(diào)速在工業(yè)中的發(fā)展十分迅速，打破了過(guò)去直流拖動(dòng)在調(diào)速領(lǐng)域中的統(tǒng)治地位，交流拖動(dòng)調(diào)速已進(jìn)入了與直流拖動(dòng)相媲美、并取代的時(shí)代。目前，變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、化工等各個(gè)行業(yè)。 作為交流調(diào)速系統(tǒng)核心

2、部分的變頻器,可以通過(guò)變頻器的控制面板或端子進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置、啟動(dòng)或停止變頻器運(yùn)行、讀取各種變頻器運(yùn)行數(shù)據(jù)等等?，F(xiàn)在各種自動(dòng)化生產(chǎn)線則要求由多臺(tái)變頻器組成的同步控制系統(tǒng)、比例控制系統(tǒng)等復(fù)雜的控制,并且要相互協(xié)調(diào),形成連續(xù)生產(chǎn)線的調(diào)速控制系統(tǒng)。使用RS-485通訊控制，僅通過(guò)一條通訊電纜連接，無(wú)須其他外部接線，不但能完成傳統(tǒng)應(yīng)用的所有功能，還能進(jìn)行各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)通訊，可方便地從變頻器中獲取所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)各種電參數(shù)如：運(yùn)行頻率、電流、電壓、功率等等，配以人機(jī)界面可將上述電參數(shù)直接顯示在人機(jī)界面上。 本案例是結(jié)合涂布機(jī)生產(chǎn)線上采用三菱FX3U系列PLC通過(guò)RS485BD通訊接口使用MODBUS通訊

3、協(xié)議對(duì)匯川公司的MD330變頻器進(jìn)行控制。（2）、牽引變頻器通訊控制系統(tǒng)構(gòu)成：高速放卷設(shè)備是包裝機(jī)械行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，其基本的結(jié)構(gòu)：A、B軸雙工位放卷軸和壓緊輥，組成一個(gè)經(jīng)典的卷繞裝置，壓緊輥相當(dāng)于摩擦輥；雙工位放卷軸用于連續(xù)生產(chǎn)，變頻器和浮動(dòng)輥配合完成卷軸切換時(shí)的張力控制。高速放卷機(jī)的基本控制要求為線速度恒定，速度精度高，一般的工藝要求為線速度精度達(dá)到千分之一以上，適用于保護(hù)膜、OPP、美紋紙等的放卷控制。兩臺(tái)變頻器分別控制卷筒進(jìn)行放卷，在翻轉(zhuǎn)軸上安裝用以速度檢測(cè)的光電編碼傳感器，作為AB軸的反饋信號(hào)。設(shè)備動(dòng)作過(guò)程中要求完成卷筒的自動(dòng)切換及放卷作業(yè)。下圖1為系統(tǒng)控制框圖：圖1：變頻器通訊控制系

4、統(tǒng)框圖早期的放卷為被動(dòng)式，即放卷動(dòng)力驅(qū)動(dòng)由前面的牽引輥提供，在放卷的過(guò)程中卷筒直徑逐步減小，而牽引輥的直徑不會(huì)改變，因此轉(zhuǎn)速控制對(duì)象比較簡(jiǎn)單，一般用磁粉離合器就能滿(mǎn)足轉(zhuǎn)速和張力精度的要求。但是高速的放卷頭要求卷軸直接動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，壓緊輥為被動(dòng)傳動(dòng)，這樣就成為典型的中心卷繞。在中心卷繞中，由于卷筒直徑不斷變小，為保持線速度恒定，轉(zhuǎn)速需要不斷的增加。高速放卷裝置的通訊系統(tǒng)的基本電氣控制配置為：匯川MD330變頻器控制放卷電機(jī)、可編程控制器用的是三菱FX3U系列PLC外接RS485通訊模塊。由于涉及到變頻器的張力控制，在卷軸切換時(shí)PLC要將初始卷徑告訴變頻器，變頻器運(yùn)行過(guò)程中也要將實(shí)時(shí)卷徑、生產(chǎn)線速度等

5、參數(shù)反饋給PLC，PLC與變頻器必須采用RS485通訊控制，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)。PLC與變頻器的通訊參數(shù)設(shè)置可以在人機(jī)界面上進(jìn)行實(shí)時(shí)更改設(shè)置，人機(jī)界面的運(yùn)行畫(huà)面如下圖2所示：圖2：變頻器控制HMI界面 （3）、通訊控制硬件接線硬件接線：兩者之間通過(guò)屏蔽雙絞線連接，具體參照下圖3:圖3：PLC與變頻器通訊接線圖將FX3U-485-BD上的RDA和SDA端子短接，RDB和SDB端子短接 ； RDA接變頻器485+，RDB接變頻器485。（4）、通訊控制程序：4.1、PLC通訊初始化程序：MODBUS協(xié)議的通訊，該通訊模式要將D8120設(shè)定為H0C99時(shí)，三菱PLC的RS指令將以MODBUS通訊協(xié)議進(jìn)行通

6、訊。對(duì)通訊格式參數(shù)D8120進(jìn)行設(shè)置：D8120設(shè)置值為0C99H，即數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8位，奇偶校驗(yàn)N，停止位1位，波特率19200pbs，無(wú)標(biāo)題符和終結(jié)符。修改D8120設(shè)置后，確保通斷PLC電源一次。在進(jìn)行通訊時(shí)，設(shè)置的通信超時(shí)時(shí)間是10ms。因?yàn)樵贒8129中默認(rèn)單位是10ms。所以D8129=K1（K表示常數(shù)）。4.2、MD330變頻器通訊參數(shù)設(shè)置   F0-02 =2， 命令源選擇為通訊方式給定；   F0-03 =9， 頻率源選擇為通訊方式給定；   FD-00 =6， 波特率選擇為19200；   FD-0

7、1 =0， 無(wú)校驗(yàn)：數(shù)據(jù)格式<8,N,1> ；   FD-02 =1， 變頻器地址為1；   FD-03 =10， 應(yīng)答延時(shí)10ms；   FD-04 =0.0，通訊超時(shí)時(shí)間0.0s。 變頻器通訊協(xié)議選擇： ModbusRTU協(xié)議4.3、PLC通訊控制變頻器啟動(dòng)： 在設(shè)置好變頻器通訊參數(shù)及PLC初始化通訊設(shè)置后，按下啟動(dòng)按鈕（X0），PLC通過(guò)RS485通訊控制變頻器啟動(dòng)。 通訊啟動(dòng)命令由RS指令發(fā)送給變頻器。包括從機(jī)通訊地址、寫(xiě)命令代碼H06、通訊地址、通訊內(nèi)容、CRC校驗(yàn)碼等等。當(dāng)PLC收到回答信號(hào)后將通訊標(biāo)志清除。P

8、LC控制梯形圖如下圖4：圖4：變頻器通訊啟動(dòng)程序4.4、PLC通訊控制變頻器停止： 當(dāng)按下停止按鈕（X1），PLC通過(guò)RS485通訊控制變頻器停止工作?？梢钥吹?，不同的通訊內(nèi)容具有不同的CRC校驗(yàn)碼。停止控制的通訊CRC校驗(yàn)碼與啟動(dòng)控制的校驗(yàn)碼不同，PLC梯形圖程序如下圖5：圖5：變頻器通訊停止程序4.5、PLC控制變頻器的變化轉(zhuǎn)速：當(dāng)固定給變頻器設(shè)定頻率時(shí)，可以采用前述程序，因?yàn)镃RC校驗(yàn)碼可以事先人工計(jì)算好，但當(dāng)頻率給定變化時(shí)，就無(wú)法人工事先計(jì)算，必須由PLC實(shí)時(shí)計(jì)算才行?？刂瞥绦蛉缦聢D6所示：圖6：變頻器通訊調(diào)速程序以上速度給定通訊程序，使用了CRC校驗(yàn)指令，將D0到D5這6個(gè)寄存器單元的內(nèi)容進(jìn)行CRC計(jì)算，自動(dòng)得到它們的CRC效驗(yàn)碼，低位和高位分別保存在D6和D7寄存器單元，最后通過(guò)RS485發(fā)送出去。D30和D31這2個(gè)寄存器可以存放隨時(shí)變化的頻率數(shù)據(jù)。（5）、通訊校驗(yàn)：由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不可避免的存在各種干擾，通訊過(guò)程中也可能受到強(qiáng)烈干擾而導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，所以必須對(duì)接收的通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的校驗(yàn)，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。程序中?duì)通訊地址碼和校驗(yàn)碼均進(jìn)行了驗(yàn)證，通過(guò)校驗(yàn)的數(shù)據(jù)才會(huì)被接收下來(lái)，參與后面的數(shù)據(jù)處理，否則，未通過(guò)校驗(yàn)的數(shù)據(jù)會(huì)被放棄。通過(guò)塊比較指令BKCMP，先對(duì)接收到的地址碼和先前RS指令發(fā)送出去的目標(biāo)地址碼進(jìn)行比對(duì)，如果相