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LS产电变频器F-NET通信在织布机械上的应用

供稿:工控业人 2008/1/23 13:15:00

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1 引言
织布机械在国内的纺织行业中应用非常广泛。织布工艺主要包括拉布、漂洗、烘干和送布等步骤,由多台电动机进行传动,技术难点为电动机之间必须保持同步运转,使布保持恒定的张力。通常的控制方法一般采用模拟量控制或RS485通信方法,通过模拟量输出或可编程控制器通信给定各个变频器的频率。
1.1 模拟量输出的缺点
(1) 配置成本高,必须要增加多个D/A转换模块。
(2) 模拟量输出容易受周围环境的干扰,造成信号不稳定,使变频器的运行频率发生变动,影响实际运行状态。
(3) 控制距离短,因电线中存在内阻,当可编程控制器和变频器之间距离较长时,可能会使到达变频器端的实际电压降低,使运行频率下降。

1.2 RS485通信的缺点
(1)通信速度慢,一般为9600 bps,最大通信速度为38400 bps。例) 波特率为1200 bps,是指1秒钟可以发送1200位,则发送一个位的时间是1 秒/1200 位= 0.83 毫秒。组成一个字母的尺寸是1个字符,一个字符是8个位,称为一个字节,因此一个字符的发送时间是0.83毫秒 * 8 位 = 6.64毫秒。
(2)通信距离短,一般为700米以下。
(3)采用半双工方式。

2 LS产电F-NET现场总线简介
F-NET现场总线 (Fieldbus)是连接现场智能设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络,是基于现场对象的通信网络和控制系统的集成。它是九十年代刚刚兴起的新一代全分布式控制系统的核心技术。伴随着数字化时代的来临,现场总线控制系统(Fieldbus Control System, FCS)必将取代传统的DCS控制系统,而成为工业自动化的主流。
项目 特性
传输速度 1Mbps (F-NET模块通用)
编码方式 双相曼彻斯特
电气 通讯距离(每段) 最大750米
通讯距离(当使用中继器时) 最大750米*(6中继器+1)=5.25km
通讯线 双绞屏蔽电缆

光纤 通讯距离(每段) 最大3km
通讯距离(当使用EOC时) 最大3km*(6EOC+1)=21km
通讯线 光纤电缆
站号设定的最大数目 主站+从站=64站(至少须连接一个主站)
交换协议的最大长度 256byte
通讯访问类型 循环令牌通过方式
通讯方式 定向连接服务 无连接服务
帧错误检查 CRC 16=X15+X14+X13+….+X2+X+1

3 案例说明
这里以浙江杭州**纺织机械公司的织布设备为例做说明。该公司需要控制19台电动机按照一定的比率进行同步运转,使布的张力尽量保持恒定,变化范围不超过1%,根据上面的这些要求,本公司向客户推荐采用LS产电专用协议F-NET,以MASTER-K200S系列PLC+G6L-FUEA为主站,IS5系列变频器+F-NET通信卡作为从站,通过触摸屏输入来发送运行频率和运行指令到可编程控制器,再由可编程控制器来控制变频器的运行,并监控变频器的实际运行状态。

3.1系统配置:



3.2连接方法:


3.3 LS产电IS5系列变频器特性
(1) 使用方便:选配LCD液晶显示器,可显示数字和文字的液晶(16*2),具有9个功能键。可进行参数设置、监控。
(2) 柔性控制功能:可编程的多功能输入和输出端子;多步速(最高可大16段)运行方式;电子电位器运行(UP、DOWN);3线运行方式;PID功能。
(3) 高性能:无传感器矢量控制;带传感器矢量控制;电机参数自整定;0.5hz时,输出150%转矩。
(4) 强大的功能:自动力矩提升;最快、最适合的加减速方式;可变的载波频率1khz~15khz;防失速补偿;参数锁定、拷贝。
(5) 内置保护功能:自动重启动;堵转保护;电子热保护;过电压,欠电压,过电流,保险丝断,接地保护, 变频器过热;短路保护
(6) 广泛的通信功能:RS485通信为Multi-drop 连接系统, 可最大到31 台变频器,最大传送速度 19200 bps;ModBus-RTU协议;通过F-Net通讯卡可以和LG PLC 通讯 ;Device-Net通信; ProfiBus通信。

3.4 通信地址设置:
COM1:PLC-GF/F-NET(通信卡型号) COM17:1(站号) COM2:CMD+FRQ(控制方式)
参数地址 说明 单位 读/写 数值 PLC对应地址
0005 给定频率 0.01hz R/W D10
0006 运行指令 R/W Bit0:停止(R/W)
Bit1:正向运行(R/W)
Bit2:反向运行(R/W)
Bit3:故障重启(W)
Bit4:故障停止(W) D0
000A 输出频率 0.01hz R M100
000E 运行状态 R Bit0:停止
Bit1:正向
Bit2:反向
Bit3:故障(保护)
Bit4:加速
Bit5:减速
Bit6:到达速度
Bit7:直流制动 M101
000F 保护信息 R Bit0:OC过流
Bit1:OV过压
Bit2:EXT
Bit3:BX
Bit4:LV欠压
Bit5:Fuse Open保险丝断开
Bit6:GF
Bit7:OH过热 M102

3.5编程软件设置(这里以一台变频器为例说明):
编程软件采用KGL-WIN3.64,该款软件使用很简单,通讯方面通过设置参数即可完成。


通信程序例:


3.6 变频器参数设置
DRV-03(驱动模式):FX/RX-1(外部端子运行)
DRV-04(频率模式):V1(外部0~10V电压)
I/O-12(多功能输入端子P1定义):主驱动。当系统安装了一个扩展板(RS485,DeviceNet,F-Net),同时被用作频率设定和运行/停止指令时,在不必更改参数的情况下,使用该功能可以把变频器运行变到手动运行。
I/O-48(频率参数丢失情况下的运行选择):无
I/O-49(频率参数丢失时的等待时间):0.1秒
COM-01(选项板类型显示):PLC-GF/F-NET
COM-02(选项方式):CMD+FREQ(指令+频率)
COM-17(站号):1(0~63)

4 运行结论
经实际调试,电机运行正常,当主电机速度增加或减少时,从电机的速度跟随性很好,布的张力变化也很小,基本保持恒定,能够满足客户的要求。

作者:LS产电技术中心技术工程师 薛太林

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