1 、前语
跟着现代工业的高速开展，多电机沟通操控体系现已被广泛地运用于造纸、化工、钢铁、食物等工业范畴，而且形成了各自共同的变频器操控体系。在实践运转中，这样的操控体系具有可靠性强、抗干扰率高，但相应的保护费用却跟着时日的推移而越来越高。比方，某类型的变频器选用其共同的通讯协议和通讯接口，一旦通讯毛病所形成的通讯接口板焚毁将直接导致体系的溃散，除非购买该类型的通讯接口；相同假如该变频器因为焚毁，亦需要购买同类型的变频器；别的，体系要升级换代，有必要全面替换一切变频器。如此一来，收购费用巨大、备品库存积压等现象将不可避免地存在。
本文将引进一种依据现场总线的多电机沟通操控体系，它结合了现在最干流的现场总线技能，并考虑了实践运用的便利性，从总线引进、硬件组构、软件原理三方面动身详细论述了该多电机沟通操控体系的主要特色。
2 、现场总线Profibus的引进
现场总线Profibus，即Process fieldbus ，它自1984年开端研发现场总线产品，经过十多年的开发、出产和运用，Profibus已成为欧洲名列前茅的开放式现场总线体系。现在PNO（Profibus用户安排）已具有600多个成员，出产近千种产品。Profibus产品在欧洲市场占有率大于40％，广泛运用于加工主动化、楼宇主动化、进程主动化、发电与输配电等范畴。
Profibus以ISO7498为根底，以开放式体系互联网络（OSI，Open system interconnection）作为参阅模型，界说了物理传输特性，总线存取协议和运用功用。Profibus-DP，Profibus-PA和Profibus-FMS构成了Profibus宗族。其间Profibus-DP（Decentralized Periphery）是一种高速和廉价的通讯衔接，它专门规划为主动操控体系和设备级涣散的I/O之间进行通讯运用。运用Profibus-DP模块可替代24伏或4～20毫安的串联式信号传输。直接数据链路映像（DDLM）供应的用户接口，使得对数据链路层的存取变得简略便利，传输可运用RS－485传输技能或光纤媒体。本文介绍的便是DP部分。
规范现场总线Profibus DP的硬件由主设备、从设备、网络网路等三部分组成。其间主设备用以操控总线上的数据传输，且在没有供应外部恳求时发送信息和被授权可拜访总线；从设备是相关于主设备而言较为简略的外部设备，且未被授权拜访总线；网络网路如传输介质和网络链接器，前者如屏蔽双绞电缆构成电气网络、用塑料或玻璃纤维光缆构成的光纤网络、或是依据两种前言之间由OLM转化的混合网络，后者如RS485总线衔接器、RS485总线终端、RS485中继器、光链路模块OLM等。
在多电机沟通操控体系中，存在着电机操控点、各沟通变频器分布线长而且涣散的特色，选用现场总线技能能够在操控室内和现场操作台各装设散布式I/O模块，联成总线网络，以数字方法来进行操控数据的串行传输，这样一来，操控体系将具有更佳的抗干扰才干，所供应给变频器的参阅值亦比较准确。
3 、多电机沟通操控体系的硬件组构
图一（左）是多电机沟通操控体系的硬件联络图。由图中可知，现场总线Profibus的主设备选用了西门子可编程操控器PLC S5，经过IM308接口模块再与Profibus总线联络。做为主设备，PLC S5担任读取悬挂在总线上的一切散布式I/O模块的变频器状态字（包含数字量和模仿量），一起进行变频器操控字（包含数字量和模仿量）的传送。从设备为散布式输入输出模块ET200， 每一个ET200从站能够挂接最大至32个的数字量或模仿量输入输出卡（如DI、DO、AI、AO等）， 并经过关于ET200从站接口卡IM318进行地址DIP设置后即可承认该挂接的I/O卡的地址值。
因为ET200从站的长途散布特性，因而在变频器较为会集的当地进行设置相应的从站，并对相相关的变频器进行点对点的衔接，详细接线方法如图一（右）所示。一切的变频器都有I/O接口，包含数字量输入、数字量输出、模仿量输入、模仿量输出。其间数字量输入有正向发动、反向发动、外部毛病（如电机温升等）、点动、使能、设定频率发动等，数字量输出包含变频器运转信号、毛病信号、运转频率区间信号、报警信号等；模仿量输入输出有必要先进行U/I方法的设定，以承认4～20mA信号抑或0～10V信号，其间模仿量输入主要为设定速度或频率的参阅值，模仿量输出为电流实践值、速度实践值、频率实践值、DC回路电压值等。
多电机沟通操控体系的硬件组构相对简略，以可编程操控器为中心，经过Profibus总线顺次衔接了相相关的ET200从站组，并经过各从站组衔接相应的变频器组。其间总线选用电气双绞线路，布线明晰；从ET200从站到相关变频器组选用较短的操控线路衔接即可。此传输数据方法以串行的数字方法为主、只要在抵达变频器时才又选用部分模仿信号，因而一点点不影响传输数据的可靠性和抗扰性。
4、 多电机沟通操控体系的软件规划
4.1 多电机沟通操控体系的软件流程
依据现场总线的多电机沟通操控体系的软件规划包含以下几点，如图二（左）所示：
1） PLC IM308接口模块的初始化：在现场总线发动前，有必要先装备Profibus总线，并分配各个总线站的参数（总线上的传输速率、总线的规范（一般为DP-Standard）、设定毛病形式（包含确诊设置和确诊地址等）。［page］
2） 读取1＃变频器的状态字和实践值：经过衔接在变频器端的ET200从站的I/O端子，经过对长途I/O的操作，读取变频器的状态字（数字量）和实践值（模仿量）。
3） 判别变频器是否处于毛病，如毛病则报警存档，不然依据体系的要求输出模仿量值到衔接1＃变频器端ET200从站的I/O端子，包含操控字和设定值。
4） 重复2、3过程，顺次对2＃、3＃、4＃……N＃变频器进行读写操作。
4.2 多电机沟通操控体系的逻辑操控原理
逻辑操控是指变频器与其它外部操控信号间完结对特定设备的敞开和运转进行逻辑互锁。比方在纸厂对供料泵进行变频操控时，改供料泵敞开的必要条件有：（1）阀门翻开到位；（2）料罐液位正常；（3）供料泵密封水正常。假如此3条件短少任何一个，将不能敞开该设备。而该供料泵继续运转的条件，除以上3个条件，需要添加管路流量、压力正常这一条件，不然将主动中止供料泵的运转。
逻辑操控的意图是为了保护人身安全、确保设备正常和安稳出产质量，因而在多电机沟通操控中对其进行逻辑互锁的保护是必不可少的一步。
4.3 变频器的闭环操控原理
通常情况下，变频器以开环方法运转，但关于较高的出产要求时，特别在多电机沟通传动操控中，变频器有必要在闭环操控下才干达到出产所需的方针。比方胶片机、冷轧机、造纸机等连续性出产线，闭环操控特别重要。
在图二（右）图中，变频器是以闭环操控进行作业。其间电流内环转矩操控直接由变频器内部完结，未在本图中注明。图中描绘的是速度操控闭环，从模仿输入信号（依照各变频器的说明书来决定是电流或电压信号，而且需设置好相应的DIP开关和参数），经过最高和最低频率的限制，即与从速度传感器反应回来经过滤的信号比较后，进入PID操控（PID的参数可在变频器参数中整定），再经过斜率发生器（包含RAMP ON TIME / RAMP DOWN TIME）后，直接进入电流环操控电机的输出。如此就构成了变频器的闭环操控。
5、 结束语
经过对本体系的建构，能广泛运用于小型浆纸厂、粉末加工厂、楼宇风泵操控等范畴。因为它经过一种开放式、具有IEC规范的现场总线Profibus体系进行组构，因而具有（1）低柔性的修正和扩展功用；（2）完结散布式操控，进步体系的响应速度，进步操控精度；（3）下降体系的不可靠性，增强可保护的功用。
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