摘 要：本文分析了SM-PROFIBUS-DP總線接口模塊與上位機(jī)通訊在EV3500變頻器的應(yīng)用，并分析了解決問題的方法和如何進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。 關(guān)鍵詞：EV3500變頻器；SM-PROFIBUS-DP；總線接口模塊；參數(shù)設(shè)置 Abstract: This text analyzed the application of SM-PROFIBUS-DP bus interface module and position machine communications in EV3500 frequency converter. And it also analyzed the solutions to problems and how to set the parameter. Key words: EV3500 frequency converter; SM-PROFIBUS-DP bus interface module; parameter setting. 一．引言 現(xiàn)場概況： 承鋼提釩工程煉鋼區(qū)域電氣成套項(xiàng)目：1-4號氧槍高壓供水泵采用艾黙生EV3500-4T4000P變頻器4臺，為煉鋼供水屬于重要設(shè)備。現(xiàn)場操作控制方式為SM-PROFIBUS-DP總線方式。在以前氧槍高壓供水都采用高壓電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，故本次設(shè)計采用艾黙生EV3500變頻器與低壓變頻電機(jī)配套使用。 目的： 1.用EV3500變頻器與變頻電機(jī)配套使用替代高壓電機(jī)（因?yàn)楦邏弘姍C(jī)驅(qū)動氧槍高壓供水泵控制水壓和揚(yáng)程準(zhǔn)確度不高）。 2.提高工作效率，節(jié)能，實(shí)現(xiàn)無人看守，上位機(jī)操作控制。 3.日常操作簡單，維護(hù)方便。 現(xiàn)場配置要求： 變頻器： EV3500-4T4000P 4臺 變頻電機(jī)：355KW 4臺 絕緣等級：B級 輔助傳動是由一臺S7-400PLC并配置1臺ET200遠(yuǎn)程I/O子站實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)配置為3用1備，采用SM-PROFIBUS-DP總線方式控制，無論機(jī)旁還是自動都經(jīng)過上位機(jī)進(jìn)行控制，操作方便簡單。 二．總體方案確定： EV3500變頻器在實(shí)際應(yīng)用中對泵類負(fù)荷的控制方式有很多種，并且都能滿足工藝的要求。 1.開關(guān)量控制。 2.模擬量控制。 3.總線通訊控制等其它控制方式。 開關(guān)量控制容易導(dǎo)致誤操作并且增加操作工的工作強(qiáng)度。 考慮到主控室與變頻器機(jī)柜距離遠(yuǎn)，模擬量控制會受距離限制和強(qiáng)電干擾而會產(chǎn)生衰減，增加設(shè)備之間的故障接點(diǎn)，不便于設(shè)備維護(hù)。 采用SM-PROFIBUS-DP通訊控制可以彌補(bǔ)以上2種控制方式的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)無人看守操作，控制線路維護(hù)簡單方便，僅采用1根2芯的DP電纜就滿足對EV3500變頻器的起停控制，變頻器運(yùn)行狀態(tài)的反饋，遠(yuǎn)程故障復(fù)位等其它要求，并且充分利用EV3500通訊上的強(qiáng)大優(yōu)勢。 [align=center] 上位機(jī)與變頻器SM-PROFIBUS-DP模塊通訊單線圖[/align] 三．電氣應(yīng)用方案： 針對控制方式的要求，對變頻器柜進(jìn)行如下設(shè)計 每臺EV3500-4T4000P變頻器由3個SPMA1402 110/132KW 并機(jī)組成。選配1個PROFIBUS總線接口模塊。 本系統(tǒng)采用的是siemens公司的S7系列PLC與艾默生EV3500變頻器通訊，我們提供相應(yīng)的CTSP0672.GSD文件配置在上位機(jī)的應(yīng)用程序中和sm_profibus_dp_user_guide.pdf文件做為指令解析的對照表，與PROFIBUS總線接口模塊之間進(jìn)行通訊連接，通過上位機(jī)“控制字”的發(fā)送和對變頻器“狀態(tài)字”的讀取來進(jìn)行控制。 [align=center] 電氣原理圖（一） 電氣原理圖（二）[/align] 四．EV3500調(diào)試過程： 第一步對電機(jī)銘牌參數(shù)進(jìn)行正確設(shè)置及電機(jī)自整定 Pr0.42= 4 Pr0.44= 380V Pr0.45= 1450r/min Pr0.46= 621A Pr0.47= 50HZ 對電機(jī)進(jìn)行自整定，有2種整定方式，靜止與旋轉(zhuǎn)自整定。在有條件的情況下進(jìn)線旋轉(zhuǎn)參數(shù)整定，這樣可以測量出電機(jī)的功率因數(shù)。 如果電機(jī)帶載且無法卸除電機(jī)軸上的負(fù)載時，可執(zhí)行靜態(tài)參數(shù)辨識。靜止參數(shù)辨識測量定子電阻（Pr5.17）及電壓偏執(zhí)（Pr5.23），設(shè)置Pr0.40=1，并給變頻器提供使能信號（端子31）和運(yùn)行信號（端子26或端子27）。 電機(jī)空載可以執(zhí)行旋轉(zhuǎn)參數(shù)識別。由于煉鋼系統(tǒng)新建設(shè)備，所以具備電機(jī)空載試車的條件。驅(qū)動電機(jī)以2/3基數(shù)正轉(zhuǎn)數(shù)秒之前（不考慮速度給定值及所選方向），旋轉(zhuǎn)參數(shù)首先執(zhí)行靜止參數(shù)辨識，除測量定子電阻（Pr5.17）及電壓偏執(zhí)（Pr5.23）外，旋轉(zhuǎn)參數(shù)辨識還測量電機(jī)功率因數(shù)并Pr0.43為正確數(shù)值。設(shè)置Pr0.40=2，并給變頻器提供使能信號（端子31）和運(yùn)行信號（端子26或端子27）。 參數(shù)辨識測試完畢后，在變頻器將進(jìn)入“Inh”狀態(tài)。在變頻器設(shè)定給定值運(yùn)轉(zhuǎn)前，變頻器必須處于“Inh”狀態(tài)。 第二步DP網(wǎng)絡(luò)檢測 變頻器的起停，運(yùn)行頻率是通過上位機(jī)來控制的。連接上位機(jī)與PROFIBUS總線接口模塊的DP電纜的好壞尤為重要。啟用上位機(jī)CPU的連接器的終端電阻,我們變頻器做為DP網(wǎng)絡(luò)的末端設(shè)備同樣在最末端PROFIBUS總線接口模塊的DP電纜的連接器啟用終端電阻，用萬用表測量最末端連接器進(jìn)線端A1,B1之間的電阻，電阻值應(yīng)為142Ω（包含線徑的電阻值），在把最末端連接器的終端電阻關(guān)掉，測量終端電阻的電阻值應(yīng)為262Ω，表明變頻器與上位機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接完好。可以正常通訊和對變頻器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。 若電阻值大于262Ω時，DP網(wǎng)絡(luò)連接存在問題，檢查DP電纜連接器接線是否有松動，進(jìn)線電纜與出線電纜的位置是否正確，電纜的紅色線與A1、A2綠色線與B1、B2是否對應(yīng),網(wǎng)線是否有中間斷線的地方。 確認(rèn)DP電纜正確后，設(shè)置Pr15.03=10 通訊地址與上位機(jī)地址相同 查看Pr15.06= -1， 若 Pr15.06= -3 與上位機(jī)通訊中斷 在上位機(jī)的程序畫面查看能否讀到變頻器，一切正確進(jìn)行變頻器與上位機(jī)的通訊進(jìn)行設(shè)置。 第三步設(shè)置EV3500變頻器相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，初步帶載試運(yùn)行。 1. Pr5.14= Fd 2. Pr5.27= OFF 滑差補(bǔ)償關(guān)閉 3. Pr6.01=COAST （自由停車） rP 減速停車 4. Pr6.42=128 停車命令（上位機(jī)發(fā)出） 5. Pr6.43=ON 控制字連接狀態(tài) 6. Pr7.15=VOLT （trip TH熱敏電阻故障） 7. Pr7.22=401 8. Pr7.23=1.400 9. Pr7.24=2 輸出4-20mA 10. Pr8.17=取反 故障輸出（控制端子41#，42#為故障輸出） 11. Pr15.01=403 12. Pr15.02=3.01 13. Pr15.03=10 通訊地址與上位機(jī)地址相同 14. Pr15.04= -1 （所有參數(shù)保存后，通訊正常參數(shù)值變?yōu)?） 15. Pr15.05= 0 16. Pr15.06= -1 （等待PLC通訊，波特率為9600=1，波特率為1920=70） 17. Pr15.07= 3000 （上位機(jī)斷電3S后變頻器故障自動停車） 18. Pr15.08= OFF 19. Pr15.09= OFF 20. Pr15.10= -1 21. Pr15.11= -1 22. Pr15.12= 401 23. Pr15.13= 1001 24. Pr15.14= 1002 25. Pr15.15= 0 26. Pr15.16= 0 27. Pr15.17= 0 28. Pr15.18= 0 29. Pr15.19= 0 30. Pr15.20= -1 31. Pr15.21= -1 32. Pr15.22= 0 33. Pr15.23= 0 34. Pr15.24= 0 35. Pr15.25= 0 36. Pr15.26= 0 37. Pr15.27= 0 38. Pr15.28= 0 39. Pr15.29= 0 40. Pr15.30= OFF 41. Pr15.31= OFF 42. Pr15.32= OFF （參數(shù)優(yōu)化，瞬間閃爍看不到ON狀態(tài)） 43. Pr15.33= OFF 44. Pr15.34= ON 45. Pr15.35= 本機(jī)序列號代碼 46. Pr15.38= 4 47. Pr15.39= 4 （所有參數(shù)保存后，通訊正常，斷電重啟參數(shù)值變?yōu)?） 48. Pr15.40= 4 （所有參數(shù)保存后，通訊正常，斷電重啟參數(shù)值變?yōu)?） 49. Pr15.41= 0 50. Pr15.49= 0 （當(dāng)15.06= -3時，15.49=113或111變頻器起不了車。通訊故障） 51. Pr15.50= 0 52. Pr15.50= 1 設(shè)置參數(shù)注意事項(xiàng)： 所有參數(shù)設(shè)置并保存以后，變頻器斷電在重新上電查看參數(shù)Pr15.06與Pr15.49的顯示狀態(tài)，當(dāng)Pr15.06= -3，Pr15.49=111或113。這表明變頻器通訊有故障，檢查DP網(wǎng)線。 當(dāng)Pr15.06= -1，Pr15.49=0，變頻器等待與上位機(jī)通訊。 當(dāng)Pr15.06= 1，Pr15.49=0，通訊正常，波特率為9600bps。 當(dāng)Pr15.06= 70，Pr15.49=0，通訊正常，波特率為19200bps。在通訊正常的情況下，變頻器自動檢測上位機(jī)的波特率。 參數(shù)Pr15.06顯示數(shù)值頻繁閃爍時，表明與上位機(jī)通訊查詢波特率，把Pr15.32=on進(jìn)行重心初始化就可以。 參數(shù)Pr15.10- Pr15.19為上位機(jī)提供變頻器的“狀態(tài)字”，上位機(jī)通過對Pr15.10- Pr15.19的讀取把變頻器運(yùn)行頻率，電流和工作狀態(tài)顯示到畫面上，從15.12-15.19設(shè)置必需連續(xù)而且為Pr0.00-Pr21.51中的RO參數(shù)。設(shè)置其它參數(shù)或RW參數(shù)上位機(jī)識別不到。 五．調(diào)試中出現(xiàn)的問題 1：初次設(shè)置， Pr15.12=505，Pr15.13=506，Pr15.14=507 變頻器運(yùn)行以后在上位機(jī)只能看到變頻器直流母線電壓的值，電機(jī)的頻率和額定電流都看不到。經(jīng)過數(shù)次設(shè)置和調(diào)試發(fā)現(xiàn)Pr15.12- Pr15.19設(shè)置的參數(shù)，只對Pr0.00-Pr21.51中的RO參數(shù)進(jìn)線讀取，對RW參數(shù)讀取不到。有不用的“狀態(tài)字”用“0”占位。通過與現(xiàn)場工藝溝通最后把參數(shù)Pr15.12= 401，Pr15.13= 1001，Pr15.13= 1002。 2：試車運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的電機(jī)問題： 在試車過程中，發(fā)現(xiàn)2號氧槍高壓供水泵在空載狀態(tài)，頻率=40Hz時運(yùn)行電流為140A，轉(zhuǎn)速=1140r/min屬于正常。當(dāng)帶負(fù)載運(yùn)行時，頻率=40Hz時運(yùn)行電流是145A，變頻器的控制器顯示轉(zhuǎn)速=1150r/min，現(xiàn)場電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速很低，經(jīng)過幾次試轉(zhuǎn)仍然是這種狀態(tài)。確定變頻器或電機(jī)其中一個必然有問題，考慮到電機(jī)絕緣等級為B級，懷疑是否因?yàn)榻^緣程度不好的原因，或者電纜絕緣不好等因素。摘下變頻器U、V、W三相的電纜，用500MΩ揺表測量電纜與電機(jī)外殼的絕緣，沒問題。通過導(dǎo)電纜發(fā)現(xiàn)2#變頻器驅(qū)動另外一臺電機(jī)一切正常，最后電機(jī)廠家來到現(xiàn)場開蓋檢測電機(jī)發(fā)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子在工藝上處理的不好，有一小的鐵塊沒有處理掉導(dǎo)至電機(jī)運(yùn)行時嚴(yán)重漏磁通。 注意事項(xiàng)： 在通訊狀態(tài)下，EV3500變頻器出現(xiàn)故障，如果上位機(jī)不能復(fù)位或不存在復(fù)位功能，在變頻器操作面板進(jìn)行復(fù)位之后，變頻器必須斷電重啟后才能使故障復(fù)位掉，變頻器才可重新驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行工作。 以上為EV3500-4T4000P在SM-PROFIBUS-DP總線接口模塊與S7-400相通訊控制下驅(qū)動氧槍高壓供水泵調(diào)試過程，在運(yùn)行過程中對水壓和揚(yáng)程控制的都非常好，給煉鋼用水穩(wěn)定運(yùn)行起了很大的保障。客戶非常滿意， 六．結(jié)論： 現(xiàn)代的變頻器已經(jīng)不在是僅限于低壓工藝的要求，而是擴(kuò)展到變頻器與變頻電機(jī)配合替代高壓電機(jī)來驅(qū)動煉鋼系統(tǒng)重要的泵類，風(fēng)機(jī)類的負(fù)載，增加運(yùn)行的穩(wěn)定性。也是SM-PROFIBUS-DP通訊控制在EV3500成功的應(yīng)用，同時為SM-PROFIBUS-DP通訊控制在以后的生產(chǎn)領(lǐng)域提供更廣泛的應(yīng)用空間，與不同的PLC系列相通訊提供鮮明的案例。滿足客戶的使用要求。并給與較高的評價。