基于Profibus-DP的TDC与变频器通讯

基于Profibus-DP的TDC与变频器通讯

胡猛，桑森，庄宁宁

胡猛，桑森，庄宁宁

（山东莱芜钢铁集团自动化部，山东莱芜271104）

摘要：文章描述了莱钢板带厂生产过程中西门子TDC与ABB变频器之间通讯技术的应用。主要介绍TDC控制系统在现场总线通讯模式下的设置及应用，ABB变频器的控制字和状态字，以及通讯协议。

关键词：西门子TDC；ABB变频器；现场总线；通讯

中图分类号：TN77文献标识码：A文章编号：1007-9599(2010)04-0000-01

CommunicationbetweenTDC&ABBwithProfibus-DP

HuMeng，SangSen，ZhuangNingning

（ShanDongLaiWuSteelGroupAutomationDepartment,Laiwu271104,China）

Abstract:ThearticleintroducedthetechnologyandapplicationsaboutcommunicationsbetweenABBInverterandTDCwiththeproductionprocessinLaiWuSteelGroup.TDCcontrolsystemintroducedinthefieldbuscommunicationmodesettingsandapplications,ABBinvertercontrolwordandstatusword,aswellasthecommunicationprotocol.

Keywords:SiemensTDC;ABBInverters;Filedbus;Communication

电气传动历来就是自动化控制中相当重要的一部分，那么与传动系统特别是变频器之间的通讯就成为重中之重。

Profibus是目前工控系统中最成功的现场总线之一，得到了广泛的应用。它是不依赖于生产厂家的、开放式的现场总线，各种各样的自动化设备均可通过同样的接口协议进行信息的交换。Profibus-DP（DistributedI/OSystem-分布式I/O系统）是一种经过优化的模块，有较高的数据传输率，适用于系统和外部设备之间的通信，远程I/O系统尤为合适。它允许高速度周期性的小批量数据通信，适用于对时间要求苛刻的自动化控制系统中。Profibus-DP现场总线系统可使许多现场设备在同一总线进行双向多信息数字通讯，因此可方便地使用不同厂家生产的控制测量系统相互连接成通讯网络。

一、系统配置及通讯协议

1.系统配置：该系统以西门子公司和ABB公司的相关产品来实现全数字交流调速系统在Profibus-DP网中的通讯及控制原理。其Profibus-DP网控制器为西门子技术和传动控制系统TDC，变频器为ABB公司的ACS800系列，变频使用一台整流器下挂逆变器的形式，从而组成一个DP网络。编程软件为PCS7+D7SYS软件，用于对TDC编程，对Profibus-DP网进行组态和通讯配置使用软件Comprofibus5.1。上位机画面操作采用WinCC5.1进行画面编程和操作，与TDC通讯采用以太网通讯方式。

2.通讯协议：在本系统中，TDC作为主站，变频器作为从站时，主站向变频器传送运行指令，同时接受变频器反馈的运行状态及故障报警状态的信号。变频整流和逆变器通过DP线连接，接入Profibus-DP网中作为从站，接受从主站TDC来的控制。变频器现场总线控制系统若从软件角度看，其核心内容是现场总线的通讯协议。Profibus-DP通讯协议的数据电报结构分为协议头、网络数据和协议层。网络数据即PPO包括参数值PKW及过程数据PZD。参数值PKW是变频器运行时要定义的一些功能码；过程数据PZD是变频器运行过程中要输入/输出的一些数据值。Profibus-DP共有两类型的网络PPO：一类是无PKW而有2个字或6个字的PZD；另一类是有PKW且还有2个字、6个字或10个字的PZD。

二、TDC项目系统组态及通讯编程

1.通讯模板端口组态。通讯模板采用CP50M0，此模板集成了2个PROFIBUSDP/MPI接口，并集成了8MB通讯缓存。TDC通讯模板CP50M0可以作为PROFIBUS的主站，可以独立存在于DP网络中或与其他DP主站一起组成多主站PROFIBUSDP网络。TDC通过COMPROFIBUS软件完成网路组态。

2.通讯接口初始化。在硬件组态中，将CP50M0的X1组态为PROFIBUS接口，其符号名显示为D1600C.X01。在CPU1(D01P01)中，插入新的CFC程序，命名为COMABB。在CFC程序中插入@PROP功能块，对CP50M0的X1的端口进行初始化，即利用CP50M0的X1作为PROFIBUS的通讯接口。分别插入CTV和CRV功能模块，并通过他们与DP从站（变频器）交换数据。

三、变频器运行设置

变频器与TDC建立起硬件连接后，启动变频器，完成对变频器通讯参数的设定。

1.基本设置：（1）51.01-模块类型，本参数显示由传动装置探测到的模块型号。其参数值用户不可调整。如果该参数没有定义，则不能在模块与传动之间建立通讯。（2）51.02-本参数选择通讯协议类型，“0”为选择Profibus-DP通讯协议。（3）51.03-本参数为Profibus连接选择PPO类型，变频器的PPO类型应与TDC组态的PPO类型一致。（4）51.04-本参数用于定义设备地址号，即变频器的站点地址，在Profibus网络上的每一台设备必须有一个唯一的地址。

2.过程参数的连接。过程参数互联完成NPBA-12双端口RAM连接器与变频器相应参数的定义和链接，包括主站（TDC）到变频器的链接和变频器到主站的连接两部分，在变频器上设定下列连接参数。

（1）从TDC发送到传动装置变频器的PZD值：1PZD1-控制字，如变频器的启动、停止、急停等控制命令。1PZD2-变频器的频率设定值。

（2）从传动装置变频器发送到TDC的PZD值：1PZD1-状态字，如报警、故障等变频器的运行状态。1PZD2-变频器的速度实际值、电流实际值等。

结语：变频器控制系统采用了Profibus-DP现场总线控制模式后，系统运行稳定、可靠，操作简单方便，并且可以根据工艺需要进行灵活的参数修改。该系统在实际应用中效果良好，是一个值得同行业借鉴的成功典范。

参考文献：

[1]鲍勃祥,陆章杰,王世宁.西门子TDC编程及应用指南.北京航空航天大学出版社,2007

[2]王有铭,簏守礼,韦光.控制轧制.北京:冶金工业出版社,1986

[3]喻士林等.电气传动自动化技术手册.北京:机械工业出版社,1992