发表时间：2019-04-29T10:39:09.710Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第36期 作者： 许健 李子浩 刘霄枫
[导读] 介绍了真空磁控镀膜线生产线系统中大气传动部分S7-400PLC与SINAMICS G120变频器的两种控制方式，以及G120变频器的特点。描述了使用STARTER软件对变频器进行基本参数，段速控制和DP通讯控制的参数设置及使用方法。深圳市新旗滨科技有限公司
摘要：介绍了真空磁控镀膜线生产线系统中大气传动部分S7-400PLC与SINAMICS G120变频器的两种控制方式，以及G120变频器的特点。描述了使用STARTER软件对变频器进行基本参数，段速控制和DP通讯控制的参数设置及使用方法。 关键词：SINAMICS G120变频器；PLC；多功能端子+多段速；Profibus-DP总线
Abstract：The article introduces two control methods of the atmospheric transmission part S7-400PLC and SINAMICS G120inverter in the vacuum magnetron coating line production line system，and the characteristics of the G120 inverter.Describes theparameter setting and usage of the basic parameters，section speed control and DP communication control of the inverter usingSTARTER software.
KeyWords：SINAMICS G120 inverter；PLC；Multi-function terminal + multi-speed；Profibus-DP BUS
0 引言
国内某大型真空磁控镀膜线生产线系统中，涉及到玻璃的传送，其传动系统由真空部分传动系统和大气部分部分传动系统组成，其中真空部分采用伺服控制系统，而大气部分采用变频器拖动系统。其传动系统性能的稳定性，直接影响到生产线玻璃镀膜的生产效率和产量。基于生产线的要求，本着技术先进、可靠实用的设计原则，遵循系统结构化、网络化的控制思路，其大气部分传动系统采用西门子400系列PLC和G120变频器通过IO联接和Profibus-DP总线两种方式组成。 1 SINAMICS G120系列变频器的特点
SINAMICS G120是率属于西门子新型变频器家族SINAMICS系列的，是一款全新的具有能量回馈的模块化变频器，尤其适合于单机传动系统。它能够完美的满足低压范围内的高性能应用需求。与其他SINAMICS 系列产品相比，G120具有独一无二的驱动技术灵活性和易用性，功能强大。
SINAMICS G120变频器主要特点如下：
1. 具有标准的模块化设计，模块包括：功率模块单元PM，控制单元CU，操作单元BOP面板，IOP面板。其中控制单元CU集成了PROFIBUS，USS，BACnet MS/TP，CANopen 和 Modbus-RTU通讯各种接口，这些接口在订货时可以自由选择，集成有数字量输入DI和输出DO以及模拟量输入输出AI/AO。
2. 实现了再生能量的回馈。功率单元PM250配有具备再生能量回馈能力的功率模块，制动时无需制动电阻就可直接回馈电网，全功率段都能实现换相整流，节约电能并且避免由制动电阻工作时发热造成柜内电气元件温度升高加剧老化，内置的高性能滤波器不产生任何系统干扰。
3. 增强了环境适应和耐受性。采用智能冷却设计理念，风扇直接吹散热片，电路板通过散热风扇来散热，这样可以防止将电气柜外的杂质吹拂在电路板上，造成寿命剪短，增强了变频器的鲁棒性。同时内部电路板具有防腐涂层，可长期处于具有腐蚀性气体的工作环境中。无故障的安装、运行控制和简便的维护，有利于工厂工程师容易掌握和使用，维护。
玻璃生产线粉尘大，环境温度高，条件恶劣，所以需要采用选择具备上述特点优良的变频器，可以很好的满足生产需要。根据真空磁控镀膜线生产线玻璃在大气中传送的特点，玻璃生产线的大气传动部分由多个传动台组成，每个传动台由一台G120+一台交流异步电机拖动。其传动台传动系统中的G120变频器采用了两种控制方式：一种是通过PLC与G120变频器的数字输入点DI连接，使用多功能端子+固定段速，第二种方式是PLC采用通过Profibus-DP总线方式实现对G120变频器控制。以下是对两种控制方式应用的介绍。 2 SINAMICS G120与PLC通过多功能端子+固定段速控制方式
G120数字量输入端共有10个端子，端子5-8，16-17，40-42分别和公共端9号端子组成了9组常开点，可自由编程。玻璃生产线的传动台传动功能包括前进，后退，其中前进走高速，低速两种速度：定义端子16为固定段速1（高速），端子17为固定段速2（低速），端子6为反转后退，端子5为故障复位，接线如图1所示
图 1
通过变频器调试软件STARTER对G120变频器进行参数设置。设置过程如下：首先将电脑通过数据线连接G120变频器，打开
STARTER软件新建一个项目，通过在线扫描将设备读取到STARTER软件中，通过在线模式对扫描到的设备进行在线连接，连接成功后将设备硬件组态上传到PG（电脑）中，然后对变频器做基本调试。通过向导进行配置：选择专家模式，选择变频器的控制类型为U/f控制，对IO进行组态选择模式3多段速端子控制，输入变频器进线电压，选择应用场合（高过载），选择电机类型（异步电机），电机接线方式（Y/△）并输入电机铭牌参数，设定变频器最大输出电流，最大，最小转速，加减速时间，刹车时间，设置完成后对变频器连接的电机做静态优化，优化完成后将配置好的变频器组态保存到ROM中。然后对端子的固定转速进行配置，举例高速为1000rpm，低速为500rpm见图2，图3。
图 2
图 4
然后通过STARTER软件对G120变频器进行在线调试，调试步骤大体如前面所述，通过向导进行基本调试，在选择变频器的控制方式时，选择Profibus-DP通讯方式，选择模式（0）为DP通讯，其他电机参数的配置同多段速控制相同，设置完成后对变频器连接的电机做静态优化，优化完成后将配置好的变频器组态保存到ROM中。接着配置通讯参数，选择通讯方式（Profibus），配置通讯地址（DP地址），配置接收的报文内容，保持与PLC中的应简直太的控制字相同，即选择PZD-2/6，即2个控制字，6个状态字。配置发送的报文内容，相对于PLC的状态字，分别为变频器状态，实际转速，实际电流，实际扭矩和实际功率。完成配置后将配置好的参数保存到ROM中。
完成硬件组态和配置以后，通过PLC程序发送不同的控制字给变频器，控制电机不同的动作。如发送047F，则电机正传启动，发送0C7F则电机反转启动，在启动的同时给相应的速度控制字赋值不同的数值，则电机得到不同速度，发送控制字047E电机停止，见程序图5。
4 结束语
镀膜线生产线玻璃大气传动系统采用西门子PLC400通过两种不同的控制方式控制G120变频器，其中距离PLC近端采用多功能端子+固定段速的方式，经济适用，而离PLC远距离的采用Profibus-DP总线连接，施工简单。两种不同控制的方式的在生产线系统使用中，经济使用，稳定可靠，维护简单得到了很好的验证。 参考文献
[1]廖常初.西门子工业通信网络组态编程与故障诊断.北京：机械工业出版社，2009. [2]西门子（中国）有限公司.SINAMICS G120参数手册[Z].
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