（广州起重机械有限公司 广东省广州市 510405）
摘要：在重工业及物流业发展过程中，必不可少的一个设备即为起重机，起重机工作时，控制系统具有重要作用，由于传统控制系统已经无法适应行业发展，因此，变频技术、PLC技术等相关的、先进的技术均应用到控制系统中，显著的提升了控制系统的性能，促使更为有效的发挥起重机在各个行业中的作用。本文中，以桥式起重机为例，探讨了西门子S7-300与安川H1000变频的PROFIBUS-DP通讯设计，旨在为实际设计工作提供理论上的参考。
关键词：西门子S7-300；安川H1000变频；PROFIBUS-DP通讯
前言
起重机工作过程中，所面临的高使用频率、低故障率的要求逐渐升高，为能符合此种要求，并促进起重机工作质量的提升，将多种先进技术应用到了起重机的控制系统中，如PLC技术、变频技术等。现阶段，性价比比较高的PLC产品与变频器分别为西门子S7-300、安川H1000变频器，但若这这两种产品间不能有效的通讯，会对起重机的电控系统性能产生非常大的影响。因此，应采取适当的方法，有机的结合二者，从而大大的提升二者性能，并增强电控系统性能，本文即探讨了实现二者通讯结合的具体方式。
一、西门子S7-300与安川H1000变频器简介
西门子S7-300是一种可编程序控制器，结构具有模块化的特点，配置为分布式，性价比比较高，且能够较强的兼容电磁、良好的抵抗震动冲击，在工业控制领域中比较广泛的应用。西门子S7-300主要针对性能要求比较低的模块化中小控制系统，可与各档次的CPU相配合，供选择的扩展模块类型比较多，达到32个，多点接口、PRODIBUS、工业以太网均可以接入，组态及设置参数时，经“HWConfig”工具的辅助开展。
安川变频器是世界上一个知名的变频器类型，生产企业为安川电机株式会社，H1000为其中具体的产品型号，属于全新重负载变频器，主要功能为对电机速度做出控制与调节，在重型工业领域中具有十分重要的作用。200V级H1000变频器的容量范围为0.4～110kW，400V级的H1000变频器的容量范围为0.4～355kW。
二、西门子S7-300与安川H1000变频的PRORIBUS-DP通讯
（一）桥式起重机电控系统
本文研究时使用的桥式起重机组成包含4部分，分别为大、小车运行运行机构，主、副起升机构。逻辑中央处理单元为西门子S7-300系列CPU，各个机构的调速装置使用安川系列H1000变频器，起重机状态监控界面采用西门子MP270触摸屏。为能有效的在西门子S7-300与安川H1000变频器之间建立起PROFIBUS-DP通信，需要将通用源数据描述GSD文件安装在西门子S7-300软件中，并将SI-P3通讯卡安装在安川H1000变频器中，硬件组态见图1。
（二）安川通信卡数据长度
SI-P3通讯卡安装在安川H1000变频器后，输入、输出数据长度通常有3种，可根据具体的情况作出合理的选择。第一种数据长度为32字节，其中，字节0～15所在区域为高速I/O数据区域，16～31字节所在区域为MEMOBUS信息区域；第二种数据长度为12字节，分布在高速I/O数据区域的为0～3字节，而MEMOBUS信息区域分布的则为4～11字节；第三种数据长度为6字节，所有字节均处于高速I/O数据区域中[1]。这两个字节区域的功能并不相同，在高速I/O数据区域中，能够将数据直接的传送至变频器中，而在MEMOBUS信息区域中，主要负责与变频器的通信，可对变频器中所有的参数与数据做出访问。不过，MEMOBUS信息区域数据在传送给变频器之前，需要先进行编辑，利用SI-P1卡接收数据后，编辑操作即开展，由此一来，会需要比较长的至回信时间。因此，要想取得同步，应该将同步交换建立在主站侧。
（三）可编程序控制器程序及变频器调试参数
结合桥式起重机的电机系统特点，并充分考虑其具体的工作环境，本文在进行桥式起重机主起升机构的部分程序设计时，采用的数据长度为6字节，见图2。
由硬件组态可知，6#从站为桥式起重机主起升机构的变频器，通信过程中，变频器向PLC传输信息时，IW268的字节为变频器运行状态字，IW270的字节为变频器的输出频率，也就是电机速度；而PLC向变频器传输信息时，QW268的字节为运行操作变频器时需使用的指令，QW270的字节为频率指令[2]。将通信的输入输出字节确定后，即可检查通信程度，确保不存在任何问题后，开始调试安全变频器。调试本文选择的桥式起重机主起升机构安全变频器时，参数主要包含以下几种：控制模式的代号为A1-02，设定值为3；频率指令选择的代号为B1-01，设定值为3；运行指令选择代号为B1-02，设定值为2；选购件通信故障检出时的动作选择的代号为F6-01，设定值为0；外部故障输入来源于通信选购卡时，其检出条件的代号为F6-02，设定值为1；外部故障输入来源于通信选购卡时，其检出时动作选择的代号为F6-03，设定值为0；通讯MAP选择的代号为F6-32，设定值为1；CANopen Node地址的代号为F6-35，设定值为6[3]。参数设置完成后，就可以进行安全变频器的调试，经调试后，结果显示，设计后顺利的实现了西门子S7-300与安川H1000变频器间的通信，而且具有良好的通信状况，二者之间实现通信后，桥式起重机的电控系统能够更为稳定的运行，而且维护的简便性增强。
结论：由本文的设计过程及结果发现，在起重机电控系统中，西门子S7-300与安川H1000变频器间的PROFIBUS-DP通信比较容易实现，即PLC与变频器间可以顺利的实现通讯，仅需增加通用源数据描述GSD文件与SI-P3通讯卡即可实现。西门子S7-300 PLC与安川H1000变频器间有效的通讯后，可提升电控系统的性能，更为良好的控制起重机，充分发挥其在应用领域中的作用，促进经济及社会的良好发展。
参考文献：
[1]张如俊，殷斌.基于DP总线的西门子PLC与ABB变频器在锻压设备中的应用[J].锻压装备与制造技术，2014，（05）：56-58.
[2]于之靖，郭威.基于6SE70变频器的飞机襟翼驱动器测试系统[J].电气传动，2013，（07）：58-62.
[3]战永程，赵石军，王吉，张志璘.变频式挤出压片机的控制系统及应用[J].轮胎工业，2013，（04）：237-240.
论文作者:赖源炳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/4
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