基于Device-Net的ACS800变频器应用

谢小春，虞胜兵

（江西铜业贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335400）

基于Device-Net的ACS800变频器应用

谢小春，虞胜兵

（江西铜业贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335400）

以单个ACS800变频器为例，从硬件配置、软件配置、ACS800变频器参数设置、Device-Net网络组态、1756-DNB模块的应用、PLC程序的编写共六方面入手，全面地论述了ACS800变频器通过RDNA-01设备网适配器和1756-DNB设备网模块通讯的配置方法，实现了RSLogix5550 PLC通过Device Net网络远程监控ACS800变频器之目的。

Device-Net网络；ACS800变频器；RDNA-01；1756-DNB；RSLogix5550 PLC；ACS800 Drive

Device-Net是一种基于CAN（Controller are Network）总线技术的开放型、符合全球工业标准的通信网络，可靠性好、实时性强、灵活性高。与一般通信总线相比技术更先进，性能更卓越。因采用串行通信链接，可减少昂贵的硬接线，具有高效、简单、廉价的特点，尤其适用于最底层的现场总线通讯。Device-Net所提供的直接互连性改善了设备间的通信，提供了相当重要的设备级诊断功能，而通过硬接线I/O接口则很难实现。Device-Net可为工业设备提供实时控制、系统组态和数据采集能力。Device-Net网络是灵活、开放的网络技术，能够连接来自多个不同厂商的设备。

变频器因其卓越的调速节能性能在传动控制中广泛使用，现场端子I/O控制方式应用简单方便，但其未能对变频器运行状态变量的持续监控，和长距离控制昂贵的硬接线，随着自动控制的发展网络总线通讯控制逐渐成为首选方式。

ACS800变频器有丰富的可选网络通讯接口模块，包括Device-Net网络、PROFIBUS-DP网络等。以下就单个ACS800变频器用RDNA-01适配器通过Device-Net网络和RSLogix5550 PLC通讯，实现传动控制进行探讨。

1 基于Device-Net的ACS800变频器通讯的软、硬件配置

1.1 Device-Net网络通讯的硬件配置

以 Rockwll RSLogix5550 PLC的 1756-DNB设备网通讯模块为Device-Net的网络主站。1756-DNB扫描器接口模块为设备网的“主”，设备网上的设备作为“从”映射到“主”中。1756-DNB模块作为Device-Net网络扫描器，节点为60，完成设备网从站的组态、PLC和Device-Net网络适配器的数据映射、传输。ACS800变频器选用RDNA-01Device-Net适配器模块，通过Device-Net和RSLogix5000 PLC通讯实现传动控制。图1为单个ACS800变频器在Device-Net网络的硬件配置图。

1.2 Device-Net网络通信的软件配置

依据硬件配置的要求，需配置的软件有通讯软件RSLinx Classic、PLC编 程 软 件RSLogix5000、Device-Net以及网络组态软件RSNetWorx for Device-Net。

图1 网络通讯的硬件配置图

2 ACS800变频器参数设置和Device-Net网络适配器RDNA-01的组态

ACS800变频器通过Device-Net和PLC的总线控制实质是通过RDNA-01适配器组态ACS800变频器的控制字和状态字，通过PLC程序置位变频器控制字，上传变频器的状态字来实现网络传动控制和状态监视功能。RDNA-01 Device-Net适配器模块是一种用于ABB传动的可选模块，可使传动连到一个Device-Net系统上，在这传动被当作Device-Net网的一个从机站点。通过RDNA-01设备网适配器模块可实现的功能有：发送控制命令给传动(起动，停车，运行允许等)；发送电机速度或转矩给定给传动；发送一个过程实际值或一个过程给定给传动的PID控制器；由传动读取状态信息和实际值；读写参数值；将传动的故障复位。

ACS800变频器调试方法和用现场I/O控制调试相同。其中选用Device-Net网络通讯首先要将98.2COMM.MODULE参数设置为FILELDBUS。网络通讯参数51组才能被用户访问设置。然后按控制要求根据ACS800变频器固件手册5.6.12现场总线通讯（71）的内容，设置51组总线通讯参数值如表1。

3 1756-DNB模块为Device-Net主站的网络配置及Device-Net网络组态

3.1 1756-DNB模块组态

1756-DNB模块的功能：1756-DNB模块充当Device-Net设备与RSLogix5550控制器之间的接口。1756-DNB模块通过网络与Device-Net设备通讯实现的功能有：从设备读入输入数据；将输出数据写给设备；下载组态数据；监视失败运行状态。1756-DNB模块以输入数据、输出数据和诊断列表等形式与RSLogix5550控制器进行通讯，需交换的信息包括设备的I/O数据、状态信息、组态数据。

表1 51组总线通讯参数值一览表

1756-DNB模块在PLC系统的组态：1756-DNB模块组态信息，如图2所示。

1756-DNB模块在PLC控制系统的第2槽，Device-Net节点号为60。输入存储区124个字，输出存储区123个字，状态存储区32个字。

3.2 Device-Net网络配置

用 RSNetWorx for Device-Net软 件 配 置Device-Net网络，Device-Net配置如图3。

ACS800变频器RDNA-01适配器从站在Device-Net网络的从站号为1，1756-DNB主站的站点号为60。

图2 1756-DNB模块组态信息

3.3 ACS800变频器总线控制字在1756-DNB模块存储区域地址映射

ACS800变频器网络通讯参数设置51.06 Output instance：103(输出参数集)、51.07 input instance：102(输入参数集)、51.26 VSA I/O size：9(定义102、103数据集的长度)。ACS800选用输入输出参数集为102数据集和103数据集，长度为各9个字。Device-Net要求扫描器分配的存储区域大小和Device-Net设备需要的存储区域大小一致。则数据集在1756-DNB模块内的输入、输出地址映射区各占用1756-DNB存储区9个字。输入地址区域分配如图4。

图3 Device-Net配置图

ACS800变频器RDNA-01适配器的输入数据集（103）、输出数据集（102）在1756-DNB模块内输入地址映射区域定义为Local:2:I.Data[0].0-Local:2:I.Data[4].16，输出地址映射区域定义为Local:2:O.Data[0].0-Local:2:O.Data[4]。

经过ACS800变频器的网络总线控制参数集（51组参数）的设置、1756-DNB模块的组态和Device-Net网络的组态，ACS800变频器RDNA-01适配器和1756-DNB模块建立了以Polled方式的Device-Net通讯。

图4 输入地址区域分配置图

4 RSLogix5550控制器PLC通过Device-Net控制ACS800变频器程序设计

通过RSNetWorx for Device-Net软件 配置的Device-Net，ACS800变频器定义的控制字和状态字已完全映射到1756-DNB模块的存储区，且RSLogix5550控制器PLC完成Device-Net网络主站1756-DNB模块使能和输入、输出存储区映射。程序编写如图5。

程序梯级1、2是置位1756-DNB模块通讯寄存器，否则1756-DNB模块和Device-Net网将处在IDLE状态。选用1756-DNB作为主站皆需把1756-DNB.CommandRegister.Run位置为1；程序梯级3是将ACS800变频器状态字通过CPS指令拷贝到用户定义的存储区以便于用户编程定义和使用；程序梯级4是将用户编写的控制命令通过CPS指令拷贝ACS800网络控制字内。

通过以上配置ACS800变频器已经和PLC建立通讯，RSLogix5550控制器定义的存储区和ACS800变频器网络控制、状态数据集达到了一一对应的关系。只要编写控制程序即可按照所需的要求来控制和监视变频器了。使ACS800变频器以电机额定转速的60%运行的程序，如图6所示。

ACS800变 频 器 参 数 设 置51.09:OutputI/ Opar2=2， 定 义 Local:2:O.Data[0].16—Local:2:O. Data[0].31为DS1.2=数字集1字2（传动速度给定%， 20000=100%），通过程序将DS1.2的值为12000即可使电机以60%额定速度运行。其他控制、状态字编程原理一样。

图5 控制程序图

图6 控制程序图

5 结语

基于Device-Net的ACS800变频器应用具有总线控制参数设置、调试、程序控制简单等优点，因而广泛应用于自动化控制设备中。采用Device-Net总线技术构建电机控制系统，生产者/消费者通讯模式提高了系统数据传送的可靠性和实时性，简化了现场复杂的布线，节约了系统控制线缆，简化系统安装、维护及管理，极大地方便了操作站对ACS800变频器的操作、监控、故障诊断及排除，降低了系统的投资和运行成本，极大增强了系统性能等方面的优越性。

[1]刘国胜，陈长有，姜友林.基于Device-Net网络中的变频控制.陕西煤炭[J]. 2007(3):32-33.

[2]金锋.基于Device-Net现场总线的变频调速系统的网络控制.机械设计与制造[J].2005(05)：110-111.

[3]候艳，叶昊，王宏宇，等.基于Device-Net的电机变频器调速控制.北华航天工业学院学报[J].2014，24(5):8-11.

TN773

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1671-0711（2016）11（上）-0121-03