CAN现场总线控制系统设计方案应用于物品管理
在我所负责的项目中,我们采用了一种先进的现场总线控制系统,该系统以CAN现场总线为基础。这个网络由11台逆变器和6台变频器组成,后者通过CBP通信板与PROFIBUS—DP网络连接。这两类设备都配备有地址,以确保它们能够在系统中被准确识别。
主控PLC是由两台$7414H型号一2DP构成的,它们通过同步板实现冗余设计,从而提供了双机热备份功能。当一台PLC出现故障时,另一台可以通过同步板无缝地接管其职责,这保证了系统的稳定运行。
车间监控层硬件则依赖于工业以太网。PLC通过CP441-1IT通信模块连接到工业以太网上,而两台工控机使用研华产品,并且它们之间形成了一个基于工业以太网的网络。
软件配置方面,我们主要使用WINCC组态软件和STEP7 PLC编程软件。此外,还有一些辅助工具如SIMATICNET、PROFIBUS—DP DVA—S7等。这些工具帮助我们管理工控机与S7/S0/PLC之间的链接过程。在下面,我将详细介绍如何利用PROFIBUS—DP进行PLC与逆变器、变频器之间的通信。
PROFIBUS—DP是一个令牌传递协议,其中主站会成为一个确定时间窗口内的令牌保持者,在这个时间窗口内,可以与从站(即逆变器和变频器)进行数据交换。每个从站都有唯一地址,并且按照主从模式周期性地向主站发送数据。
对于逆变器和变频器来说,CBP通信板不仅允许主站在访问它们内部参数设置,而且定义了用户数据结构,使得主站在访问这些参数时能够遵循特定的格式。用户数据结构分为两个区域:过程数据区(I/O)用于存储控制字或设定值以及状态字或实际值;参数区用于读取或写入参数,如最大最小值等。
为了兼容不同的通信需求,我们在STEP7中选择了PPO类型1,其I/O地址为12-23字节,每个过程数据(PZD)码占用4个字节。在编程时,可以直接通过强制变量来控制逆変器,但当PZD码超过4个字节时,就需要调用打包接收(SFCl4)和打包发送(SFCl5)的函数来实现对逆转子/调速驱动装置的控制。
在开发过程中,我们利用DVA-S7软件包中的FC21、FC22、FC23功能来实现对逆转子/调速驱动装置更复杂但功能更强大的控制。此方法适用于所有五种PPO类型,可满足各种用户需求。在运行期间,PLC可以访问报文PKW参数观察并修改任何参数,以及访问报文过程收据PZD执行数据传输。而工控机则通过访问DB10数据库块来完成整个系统监控任务。