Lenze 变频器与PCC的CAN通信及其应用_Lenze_变频器

Lenze 变频器与PCC的CAN通信及其应用

2012/1/31 9:57:16

　
0　引　言
　　2002年初, 由于供货方违约, 浙江绍兴某纺织高科技企业一台新进口的退煮漂联合机因缺少软件而被搁浅(价值700 多万) , 严重影响生产。该退煮漂联合机体积庞大, 结构复杂, 信息通信量大, 因而信息通信质量问题是产品质量的保证。本文作者为这台新进口设备开发了整套控制软件。采用了先进的CAN 现场总线通信技术之后, 整个系统从根本上提高了测量与控制的精度, 减少了传送误差,提高了工作可靠性。

1　系统构成
　　BRU GMAN公司生产的BRUBOMA TIC EⅡ型宽幅退煮漂联合机, 电气结构上它是一个典型的三级现场总线控制系统, 如图1 所示。一台贝加莱工控机作为上位监控级, 实现人机对话；一台贝加莱PCC 作为中间控制级, 控制模拟量、数字量以及下位现场总线局域网；现场总线局域网, 即现场级由29 台变频器组成。除27 台Siemens 变频器外, 2 台Lenze 变频器EV 8275D041 用于蒸箱履带拖动和浸渍槽剂量泵的拖动, 这两种传动速率都比较低, 特别是履带拖动, 减速比为400∶1 以上, 以满足工艺上充分汽蒸、漂白的要求。
　　从图1 可见, 中间控制级PCC 与上位工控机(带触摸屏) 通过422 方式串行通信；与现场29 台变频器通过CAN 现场总线通信。CAN 总线上主要传递频率给定、转矩给定、起停、正反转等控制信息以及变频器的状态返回信息。下面着重介绍Lenze 变频器与PCC 间的CAN 通信实现问题。

图1 控制系统构成框架

2　Lenze 变频器参数面板设定
　　该设备所使用的Lenze 8200 vector 系列变频器有AIF (Automation InterFace) 和FIF (Function Interface) 两种接口。AIF外接面板模块E82ZBC, 设定一些基本参数, 两台变频器公用一个可插拔的面板模块。 FIF 外接System bus(CAN )E82ZAFC, 完成变频器与PCC 之间控制信息和状态信息的传送。
在Lenze 出厂设定(C0002=1, STORE) 的基础上, 面板设定有以下主要几项:
(1) C0005= 255, 过程量输入在C0412 中配置；
(2) C0007= 255, 开关量输入在C0410 中配置；
(3) C0140= 附加设定值, 根据需要设定并修改；
(4) C0350= 节点地址, 介于1～ 63 之间；
(5) C0351= 波特率；
(6) C0356/3 = CAN _OUT1 循环时间, 当变频器工作在时间控制方式(C0360=1) 时, 上位PCC 循环周期与该参数有关；
(7) C0410= 开关量输入配置, 根据需要自由配置正反转、急停、停止、点动等信号；
(8) C0412= 过程量输入配置, 根据控制方式不同, 分别配置频率设定、转矩设定等输入参数；
(9) C0421= 过程量输出配置。

3　PCC 通信软件设计
　　PCC 即可编程计算机控制器(Programmable Computer Controller, 简称PCC) , 是奥地利贝加莱工业自动化公司生产的新型PLC, 它具有分时多任务操作系统的典型特点, 因而被冠名为可编程计算机控制器。多任务操作系统允许应用项目中每个子任务按需要设定优先级和循环时间, 且可选用最适合的编程语言, 并由多人分工合作完成, 有利于结构化程序设计, 节省开发时间, 提高工作效率。
　　在Lenze 变频器接口模块E82ZAFC 中, 有2 条参数通道可同时对不同对象进行通信, 但必须通过驱动器编址确定通道；同时, 也有2 条过程通道用于变频器之间或变频器与上位机之间的快速通信, 通道选择由CAN 数据帧的D号决定。D 计算如表1[ 1 ]所示；参数通道的数据帧格式如表2 所示。表2 中11位D 号计算如表1 所示；后面8 字节用户数据中命令代码依表3[ 1 ]计算。参数代码标识=24575-Lenze 参数号-2000* (参数组_ 1) , 其中“参数组号”为变频器PS 选定值。例如, 参数组1 中的C0012 (加速时间) 的参数代码标识= 24575-12- 2000*(1- 1) = 24563= 5FF3hex , 即参数代码标识低字节= F3hex , 参数代码标识高字节= 5Fhex ；子代码标识= 变频器子参数号, 无子参数时为0；数据1- 数据4: 传送值最长为4 字节。
　　过程通道数据帧格式如表4 所示. 其中11 位D 号计算如表1 所示, 后面8 字节为用户数据。过程通道1 可用于同步控制方式或循环控制方式, 过程通道2 用于事件控制方式。同步方式时必须由主机发布同步报文, 然后从机才能接受数据并发送响应帧。

表1　报文ID 计算表

表2　参数通道数据帧格式

表3　命令代码表

表4　过程通道数据帧格式

　　在本系统应用项目中,Lenze 变频器与PCC 的通信子任务优先级设为二级, 因为开关量控制一般设为一级。按照优先级越低循环时间越长的原则, 循环时间设为数百m s。运行结果表明, 这些设置较为合理。此外, 只要将变频器与PCC 通信的变量定义为global 类型, 上下变量名一致, 便可实现Lenze变频器与PCC 的CAN 通信。初始化程序流程如图2 所示。循环任务程序(采用同步控制方式) 流程如图3 所示。