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基于Wincc与MM420/Profibus-DP的电机控制摘要：采用PC机作为DP二类主站对系统完成组态监控，并通过具备DP网络通信功能的CP5611通信板卡实现与MM420变频器连接，实现变频器参数的读取及给定，进而控制异步电动机的工作。关键词：DP二类主站;CP5611;M420变频器;Wincc中图分类号：TP277文献标识码：BBasedonWinccandMM420/Profibus-DPofmotorcontrolAbstract:ItadoptsPCmachineasDPkindmasterstationonthesystemcompleteconfigurationmonitoring,andthroughtheDPnetworkcommunicationfunctiontorealizeCP5611communicationinterfacecardandMM420converterconnection,realizefrequencyconverterparametersaregivenandread,thencontroltheworkofasynchronousmotor.Keywords:DPkindmasterstation；CP5611;M420converter;Wincc0引言在现代工业生产中，自动化技术是保证工业生产的重要手段。变频调速现以成为当今最重要的调速方式，采用变频器构成变频调速系统不仅能够提高劳动生产率，改善产品质量，提高设备自动化程度，而且还能节约能源，降低生产成本。常规的变频器参数设置及变频器状态监控，需要通过作为一类主站的S7-300来进行数据交换。这样不仅浪费了PLC的强大的数据处理功能，而且还使得系统过于冗余复杂。本系统所要实现的内容是在不使用PLC的情况下，PC机通过Profibus-DP与MM420变频器连接对其进行Wincc监控，实现变频器参数的读写与给定。1Profibus现场总线Profibus是一种开放式的不依赖于设备生产商的总线标准，它具有稳定的国际标准EN50170作保证，广泛应用于自动化领域的各个场合。Profibus包含Profibus-DP、Profibus-FMS、Profibus-PA三种协议，其中DP型用于分散外设间的高速传输，适合于加工自动化领域的应用。Profibus-DP是一种高速且优化的通讯方案，主要用于实现现场级控制系统与分布式I/O及其他现场级设备之间的通讯，通过一条总线可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络。2系统总体结构将装有Step7、CP5611板卡以及Wincc软件的计算机作为控制主站，其中Step7进行系统环境的组态与程序的编写。组态软件Wincc是数据采集监控系统SCADA的软件平台工具，利用Wincc不仅可以实现对控制过程的监视，而且还可以通过Wincc的组态界面实时设置和修改和读取变频器参数，避免了在STEP7中每次调试都得修改参数并下载程序。CP5611板卡是西门子控制系统最常用的Profibus-DP总线接口卡，用它来实现与Profibus-DP接口的连接。通过Profibus-DP网络二级主站实现对MM420变频器的参数读写与给定，进而控制电机的转动。系统的结构框图如图1所示。图1系统的结构框图3系统硬件组态及参数设置3.1MM420变频器参数设置MICROMASTER420是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出器件。因此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运行的噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。MICROMASTER420既可用于单机驱动系统，也可集成到“自动化”中。变频器参数的设定如下：使用BPO操作面板，恢复工厂设置：P0010=30，P0970=1根据变频器和电机要求参数设置如下参数。表1变频器参数设置序号变频器参数出厂值设定值功能说明1P0304230380电动机的额定电压（380V）2P03053.250.35电动机的额定电流（0.35A）3P03070.750.06电动机的额定功率（60W）4P031050.0050.00电动机的额定频率（50Hz）5P031101430电机额定转速（1430r/min）6P100026固定频率设定7P108000电动机的最小频率（0Hz）8P10825050.00电动机的最大频率（50Hz）9P11201010斜坡上升时间（10S）10P11211010斜坡下降时间（10S）11P070026BOP（键盘）设置12P091825CB（通讯板）地址系统采用的是WDJ26三相鼠笼式异步电动机电机参数如下：电机电压：380V；电机接法：Y；电机额定转速：1430；电机额定功率：60；电机电流：0.35A；电机频率：50HZ；电机的绝缘等级：E。3.2系统硬件组态在STEP7中创建一个新项目，命名并保存；然后右击该项目名，在弹出的菜单中选择“InsertNewObject”→“SIMATICPCStation”；双击“Configuration”，打开PCSTATION页面，在第一行右击，选择“InsertObject”→“UserApplication”→“Application”，插入Application；选择“InsertObject”→“CPPROFIBUS”→“CP5611”→“…SWV6.0SP4”，然后点击确定，插入CP5611；在NewSettings选项卡中选择1.5Mbps和DP;双击CP5611，打开其属性页面，设CP5611为主站，建立了PROFIBUS网络，设置PROFIBUS站的地址；在网络上添加2个变频器作为DP从站：右键选择InsertObject→PROFIBUSDP→AdditionalFirldDevices→Drives→SIMOVERT→MICROMASTER4，将地址改为3和5中进行硬件组态。点击刚刚插入的MM420变频器，在地址栏将鼠标放在第0行，点击右键选择“InsertObject”→“PP01”，确定并保存工程，如图2。图2STEP7组态图配置PCSTATION和网卡。点击“Start”→“StationConfigurator”进入组态画面“PCSTATIONConfigurationEditor”，点击“Add”，添加“Application”；网卡设置完成后，在“start”→“StationConfigurator”，打开“PCSTATIONConfigurationEditor”，在其中将会出现组态后的CP5611；改变PCSTATION的站名与在STEP7中组态的PC站的名称相同；之后进行PC站的下载，如图3。图3PC站的下载3.3Wincc监控组态打开新项目界面，填写项目名称并选择路径进行项目的创建；添加PROFIBUS-DP协议：右击“变量管理”→“添加新的驱动链接（N）”→“打开”；在DP连接协议下，添加新的连接，点击属性，设置连接从站地址为5；配置系统参数：选择“CP5412（A2）Board1”，在右键菜单中选择“SystermParameter”设置系统参数，在系统参数分配窗口，分配通信模板号为1；并添加变量，表2变量格式表输入/输出字输入变量名输出变量名变量格式偏移量4PKWPKW1PKW516进制0PKW2PKW616进制2PKW3PKW716进制4PKW4PKW816进制62PZDPZD1PZD316进制8PZD2PZD416进制10由于变频器采用的是PPO1，因此在Wincc中建立的变量为无符号16位数，其输入变量的偏移量（0、4、6、8、10）与变频器中PPO1的输入地址（1-12）相对应，输出的偏移量（0、4、6、8、10）与PPO1的输出地址（0-11）相对应，变量的创建如图4。图4Wincc中变量的添加图5控制网络主画面3.4变频器参数设置C语言程序（1）变频器开始停止的程序#includeapdefap.hvoidOnLButtonDown(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName,char*lpszPropertyName,UINTnFlags,intx,inty){SetTagWord(PZD3,1151);开始//SetTagWord(PZD3,1150);停止}（2）变频器频率的给定#includeapdefap.hvoidOnKeyUp(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName,char*lpszPropertyName,UINTnChar,UINTnRepCnt,UINTnFlags){floata;a=GetTagFloat(PZD4);a=a*328;SetTagFloat(PZD4,a);}（3）变频器频率增加或减少1HZ#includeapdefap.hvoidOnLButtonDown(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName,char*lpszPropertyName,UINTnFlags,intx,inty){floata;a=GetTagFloat(PZD4);a=a+328;增加1Hz//a=a-328；减少1HzSetTagFloat(PZD4,a);}(4)变频器额定功率运行#includeapdefap.hvoidOnLButtonDown(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName,char*lpszPropertyName,UINTnFlags,intx,inty){SetTagWord(PZD4,16384);}3.5系统与变频器通信选择“开始”→“设置”→“控制面板”→“SetPG/PCInterface”。设置访问点“CP_L1：…＞CP5611（PRFIBUS）”，访问点“CP5611（PROFIBUS）Active”；打开刚刚新建的PCStation站选择Configuration双击打开，选择Saveandcompile编译没有问题后点击DonwloadtoModule下载，并在Wincc中点击运行。通过点击按钮即可进行变频器频率参数的设定，进而控制电机的运行。4结语通过PROFIBUS-DP总线实现了对西门子MM420变频器组网，并进行实时监控控制。即使在没有采用PLC的情况下系统也能够快速的响应，具有操作简单，运行稳定等优点。将此方法应用于试验台中，经测试达到了控制的效果。参考文献[1]甘永梅,李庆丰,等.现场总线技术及其应用[M].北京:机械工业出版社,2004[2]苏昆哲.深入浅出西门子WinccV6[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004[3]Wincc通信手册[M].西门子（中国）有限公司自动化驱动集团，1999.[4]罗红福．Profibus－DP现场总线工程应用实例解析［M］．北京：中国电力出版社，2008[5]方彦军,胥军.Profibus-DP高速现场数据通信网络的组建[J].工业仪表与自动化装置,2005(3):44-47.