丹佛斯變頻器替代水箱式拉絲機(jī)主機(jī)西門(mén)子變頻器
上海津信電氣有限公司
應(yīng)用客戶：嘉興東方鋼簾線有限公司
應(yīng)用設(shè)備：水箱式拉絲機(jī)
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：嘉興東方鋼簾線有限公司是國(guó)內(nèi)汽車鋼簾線行業(yè)的骨干企業(yè)之一，水箱式拉絲機(jī)是鋼簾線制造的關(guān)鍵設(shè)備。嘉興東方鋼簾線有限公司原有一臺(tái)水箱式拉絲機(jī)，使用了一臺(tái)西門(mén)子變頻器和一臺(tái)ABB變頻器。其中西門(mén)子變頻器發(fā)生故障后，我們公司對(duì)原設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)研究后成功地用丹佛斯VLT5000變頻器進(jìn)行替換，由于丹佛斯變頻器的**功能和高可靠性，設(shè)備工作良好，用戶對(duì)此非常滿意。
水箱式拉絲機(jī)工藝說(shuō)明
水箱式拉絲機(jī)的傳動(dòng)主要由以下三部分組成（如圖-1所示）：
1，放線：采用被動(dòng)放卷，制動(dòng)器控制放卷張力；
2，拉絲，即主機(jī)：使用變頻器作開(kāi)環(huán)速度控制；
3，收卷：線速度同步+恒張力控制，有跳舞輪位置反饋，變頻器作閉環(huán)工藝控制，控制跳舞輪的位置。
圖-1
原設(shè)備電氣控制系統(tǒng)說(shuō)明
人機(jī)界面：西門(mén)子OP270
主控PLC：西門(mén)子S7-226
主機(jī)變頻器：西門(mén)子MM440-22kW變頻器
收卷變頻器：ABB ACS600變頻器
兩臺(tái)變頻器的起動(dòng)/停止，故障報(bào)警全部通過(guò)數(shù)字I/O點(diǎn)控制；收卷跳舞輪位置控制由ACS600獨(dú)立完成；主機(jī)轉(zhuǎn)速由S7-200PLC通過(guò)RS485串行通訊口給定。
系統(tǒng)控制框圖如圖-2所示：
圖-2
具體替換辦法說(shuō)明
控制線接線部分：
根據(jù)以上提供的接線圖紙，參照西門(mén)子MM440變頻器和丹佛斯VLT5000變頻器的說(shuō)明書(shū)，格我們可以實(shí)現(xiàn)SIEMNES變頻器和DANFOSS變頻器之間外部端子接線的替換（以實(shí)現(xiàn)同樣的邏輯功能為目的）
原先使用的西門(mén)子變頻器端子接線如圖-3所示：
圖-3
替換的丹佛斯變頻器接線如圖-4所示：
圖-4
通訊程序修改部分：
由于西門(mén)子變頻器的USS通訊協(xié)議與丹佛斯變頻器的RS485通訊協(xié)議并不完全兼容，所以變頻器替換以后，還要對(duì)S7-200PLC的程序的通訊部分作恰當(dāng)修改，才能保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
A、西門(mén)子 USS通訊協(xié)議簡(jiǎn)要介紹
USS程序中可以調(diào)用4個(gè)子程序塊，它們分別是：初始化（USS-INIT）、控制字，頻率設(shè)定（USS-CTRL）、讀參數(shù)（USS-RPM）、寫(xiě)參數(shù)（USS-WPM）。對(duì)使用者來(lái)說(shuō)只要調(diào)用這四個(gè)子程序塊就可以完成讀寫(xiě)參數(shù)、通訊控制和頻率給定等功能（這四個(gè)子程序塊具體使用方法可以在SIEMNESPLC S7-200中幫助選項(xiàng)中查尋）。
B、USS通訊程序中發(fā)送報(bào)文格式與DANFOSS變頻器所需報(bào)文格式的區(qū)別
USS通訊子程序中名為USS-CTRL、USS-RPM、USS-WPM(WORD)的三個(gè)子程序發(fā)送的報(bào)文格式如下：
STX | LGE | ADR | PKE | IND | PWE | PCD1 | PCD2 | BCC |
| | | | | | | | | | | | | |
USS通訊子程序中名為USS-WPM(DWORD)的子程序發(fā)送的報(bào)文格式如下：
STX | LGE | ADR | PKE | IND | PWE(HIGH) | PWE(LOW) | PCD1 | PCD2 | BCC |
| | | | | | | | | | | | | | | |
丹佛斯變頻器RS485通訊協(xié)議報(bào)文格式如下：
STX | LGE | ADR | PKE | IND | PWE(HIGH) | PWE(LOW) | PCD1 | PCD2 | BCC |
| | | | | | | | | | | | | | | |
由以上的表格可以知道丹佛斯變頻器RS485通訊協(xié)議的報(bào)文格式與USS-WPM(DWORD)子程序的報(bào)文格式是完全相同的；與USS-CTRL、USS-RPM、USS-WPM(WORD)三個(gè)子程序只在PWE的長(zhǎng)度上有兩個(gè)字節(jié)的差異。據(jù)此，將原PLC通訊子程序中發(fā)送的PWE由兩個(gè)字節(jié)改為4個(gè)字節(jié)，就能與丹佛斯變頻器順利通訊了。
C、報(bào)文格式中的PCD1（控制字），西門(mén)子變頻器與丹佛斯變頻器是有區(qū)別的；但是因?yàn)檫@次的應(yīng)用中沒(méi)有使用到控制字功能，所以在此不作詳細(xì)介紹。（詳細(xì)介紹請(qǐng)參考USSPROTOCOL和DANFOSS DESIGN GUIDE 說(shuō)明書(shū)）。
D、兩種通訊協(xié)議的PCD2（總線給定）定義完全相同，都為16384（十進(jìn)制）對(duì)應(yīng)100%的總線給定，因此頻率給定部分不必作任何修改。
總結(jié)：
此次替換的切入點(diǎn)是西門(mén)子S7-200PLC和丹佛斯變頻器的通訊協(xié)議改造，對(duì)外圍設(shè)備的影響很小，用戶在操作中幾乎感覺(jué)不到變化，這樣的保證對(duì)于那些大規(guī)模制造業(yè)的用戶是非常關(guān)鍵的。此次成功經(jīng)驗(yàn)以后也可應(yīng)用到其他類似的工程項(xiàng)目中。