PLC与西门子系列变频器的DP网络通讯探讨

周英鹏

S7系列PLC和西门子系列变频器DP网通讯程序研究，可以使变频器的使用控制具有更强的可操作性。因为变频器的控制面板虽然比较简单，但其直观性很差，且对其操作需要具备较强的专业素养，如把变频器和PLC通过DP网联系起来就会更方便的实现数据交换，而且可以改善变频器只能单机控制的不足之处。随着交流变频控制技术和通讯行业的不断进步，通过串行的通讯方式利用PLC来实现对变频器的操作与控制，这种控制方式具有较强的抗干扰能力，响应速度快，可靠性高的特点，并且通过DP网串接站点提高了其传输数据的速率和传输数据的距离。

一、通讯实现概况

1，变频器的通讯实现方案

S7系列PLC和西门子系列变频器是中小型模块的PLC系统，它能够满足极广范围内的各种功能模块状况，能够完成自动控制的任务，并且其本身带有I/O扩展模块，使用户可以根据自己的需求来选择满足自己的模块。而且西门子变频器有很好的灵活性能，适用于大多数场合，它能够减少主动系统和总线系统的压力，还具有开放的分布系统。其通讯为变频器通过DP网接收PLC控制器的信号，PLC控制器根据输出和接收到的反馈信号，通过PID调节后再向变频器传送频率命令，在此过程中，PLC处于控制位置，变频器则处于执行位置，变频器则负责执行PLC的指令，以完成通讯设备的控制。

2，变频器通讯实现要求

S7系列PLC与西门子系列变频器通讯实现步骤，首先应该将变频器进行参数设置，其次，PLC和变频器进行通讯时也要设置相应的物理地址，由PLC来负责对信息的发送，读取等状态监控，最后是对于通讯装置进行相应的设置，确定其数据传输的结构，在通讯的编写过程中，應该首先确认变频器的状态字，确保变频器是否是正常的工作状态，然后根据命令组装控制字并设定频率值，同时读取通讯信息

二、通讯常见故障

1，变频器参数设置故障

变频器的参数设置在运行中有着极其重要的作用，如果对变频器的参数设置不正确，就会造成变频器的控制效果不完全或者造成通讯系统不能正常运行，由于变频器的控制效果与参数的设置是有直接关系的，因此如果想确保获得很好的控制效果就应该对变频器的参数根据实际需要的状况进行相关参数的设置。

我厂遇见情况最多的基本是一些地址类，频率源，信号源等类似的参数故障，以及一台全新的变频器投入使用需要设置的一些常见参数。

2，PLC与变频器的通讯经常出现信号中断

PLC与变频器通讯中干扰信号的问题是比较常见的故障，这是因为变频器在运行的过程中产生出一种对电网电压有极强干扰力的电波，这种电波对电缆和PLC系统均有较强影响，会使通讯信号不受控制，容易造成通讯信号丢失和暂时中断的状况发生。

3，PLC的CPU上DP网络报错

CPU上的此报警是比较常见的报警，我厂采用的PLC400系列，DP接口有3个，DP1，DP2，以及一个扩展接口，在生产过程中，时常会遇见报警，一旦报警就会造成大面积停机，由于制丝车间设备都是连续控制的，一个点出现问题，就会造成整条线停机。

我厂的网络一共分为制丝1段，制丝2段，制丝3段，制丝4段，以及除尘段，香料厨房段，和几个单独的PLC站点，DP1网一般都是串联的各个I/O箱的IM151以及TP和水分仪，DP2网挂的全是变频器，为什么把变频器单独串一起，就是因为变频器受干扰的影响大，以及自身产生电波对电网有干扰。

扩展接口只有制丝2的CPU上才在使用，问题最多的网络也就是制丝2段，为什么呢？因为制丝2段的站点太多，DP网线错综复杂，加上去年的一次大的技术改造，核子称换电子称，以前原有的核子称的所有变频器都是通过一台单独的PLC在控制，然后上挂以太网，而现在换的新的电子称全是通过DP2挂在制丝2段CPU的扩展接口，这势必将加大PLC的通讯压力，再加上几年前的新添加的特色工艺柜全是挂在制丝2段的CPU上，虽说现在未有使用，但是也会对通讯造成影响，因为正是因为特色工艺柜未有通电，CPU上的DP1一直报错，虽说不会影响其他段的生产，但从通讯的角度来探讨，他是分享了CPU资源的，试想在资源有限的情况下，拿出一部分资源不动，在剩下的资源中作出大量的运算和通讯肯定更加会加大通讯的难度，所以制丝2段的网络波形图是最大，也是最不稳定的，曾经和班长做了几次测试，测试结果都显示制丝2段的网络通讯性能是最差的，示波器上展示出来的波形和其他段比有很大的差别，变频器的信号传输自身已经有很大的干扰，再加上新安装的电子称的变频器上挂制丝2的CPU，大大加重了CUP的负担，特别是在夏天环境温度升高，出问题的几率就越大，所以整个制丝2段在每年的设备稳定运行统计表中，7，8月是故障高峰期，所以要解决此问题，只有在有限的条件下，尽自己最大能力来处理。

三、针对通讯常见故障的解决办法

1，针对参数设置造成的故障问题

当变频器发生参数设置故障的状况时。首先应该确认电机的参数，额定电流，额定电压，变频器的功率大小。

由于我厂采用的DP网络通讯，变频器的地址参数是否符合（P0918），还得设置命令源（P0700），频率源（P1000）等参数。

P0918     地址都是唯一的，如果在更换变频器时忘了地址，可以查找此电机的上一个或者下一个电机的变频器地址，然后+1或者-1，这也算是上了这么多年跟班维修工作中总结的一点小技巧吧。

P0700     这个命令源参数我厂基本所有变频器都是设定的“6”（COM链路的通讯板控制），也就是对变频器下命令的源头来自通讯模块的上位机

P1000     同理频率源设定为“66”（COM链路的通讯版控制），意思就是频率大小的随意改变只能上位机更改，现场变频器操作面板上无法修改频率。

这几个参数在工作中是非常受用的，需要手动启动变频器，只需要把700和1000设置为1

2，针对PLC与变频器的通讯经常出现信号中断的问题

出现通讯信号中断的状况首先检查相关的线路，是否有损坏和接触不良的状况。如果是此类情况就应该及时的对线路进行维修。其次是应该检查附近是否有强烈的干扰源才造成通讯信号中断的状况，这种情况下就应该注重减少干扰信号的产生。最后在程序上进行检查和完善，在接收和反馈信号的机制源头上无源隔离器，以对信号中断问题进行解决。

四、结束语

PLC与变频器的通讯问题涉及的方方面面，包括变频器本身，DP网络通讯，PLC之间的联系是密不可分的，其中任何一个环节出问题，都会造成大面积的故障，所以为什么网络问题是最抽象，也是最难判断和处理的问题，一是需要自身有一定的知识储备，二是需要有丰富的现场经验，需要故障的累计和自身的总结才能着手处理得了网络问题，现在对电工这个职业要求也越来越高，多多储备一些相关专业知识才会有自己的未来。

参考文献

[1]  张万忠 可编程控制器应用实例（西门子S7-400系列）2008

[2]  王宏林 PLC应用开发技术与工程实践2009

[3]  MICROMASTER 440使用大全2007