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基于PROFIBUS集成網絡的多變頻器控制系統設計（二）
軟硬件設計
硬件組態及設置
硬件組態
在STEP7軟件中創建新項目，進行系統硬件組態，建立一個PROFIBUS-DP網絡。6SE70系列MM440變頻器在PROFIBUS-DP SIMOVERT文件夾內進行組態，設定好通訊地址范圍.
一般地，讀寫數據都做在一個DB塊中，且劃分與硬件組態設定的I/O地址范圍大小相同大小的區域，便于建立對應關系和管理。讀變頻器數據的12個字節在DB0-DB11中，寫變頻器數據的12個字節放在DB12-DB23中，后面還可以存放諸如通訊錯誤代碼和與變頻器有關的其他計算數據。
變頻器通訊設置
為實現DP通訊，需對MM440變頻器進行參數設置，常用參數設置如表1所示。為了保障總線運行，P0700、P0918和P1000必須設置。在設置DP通訊地址時，可借助通訊模塊的七個DIP開關或借助P0918來實現，且必須與硬件組態保持一致。
軟件編程
系統程序設計采用模塊化結構，包括主程序、模擬量數據采集與處理程序、水泵啟停控制、閥門控制、PID算法實現及故障報警。主程序負責各子程序的管理調用。
流量調節實現
本系統中，4臺高壓泵控制方式相同。高壓泵電機轉速由變頻器控制，通過PID閉環控制實現變流量調節?？刂破鲗⒘髁吭O定值與現場反饋的實際流量值進行對比，經過PID調節，向變頻器輸出調節指令，變頻器接受控制器調節信號對高壓泵電機進行速度控制。流量設定值由上級主PLC給定，不需監測。流量設定值變化引起相關參數變化，包括變頻器頻率、電機轉速、流量值。圖5為反滲透鍋爐補給水PID變頻控制系統原理圖。
采用西門子集成開發環境Step7中提供的PID控制功能模塊FB41來實現。流動液體波動會導致流量傳感器/變送器的測量信號變動，為避免此波動干擾，系統未采用微分環節，僅采用PI調節實現。
變頻器通訊程序
通訊程序可直接調用STEP7編程軟件的系統功能SFC14(DPRD_DAT)和SFC15(DPWR_DAT)來實現[6]，程序段如下：
CALL "DPRD_DAT" //讀變頻器數據到PLC
LADDR:=W#16#150 //通訊地址
RET_VAL:=MW200 //錯誤代碼
RECORD: =P#DB100.DBX0.0 BYTE 12
//傳送起始地址及長度
CALL "DPWR_DAT" //PLC到變頻器
LADDR:=W#16#100 //通訊地址
RECORD:=P#DB100.DBX12.0 BYTE 12
//傳送起始地址及長度
RET_VAL:=MW //錯誤代碼
數據存儲
用WINCC自帶的VBS腳本編輯器，編寫程序實現數據自動記錄。裝置開啟時，進行變量記錄和歸檔，停止時，自動關閉變量記錄。結果存儲在EXCEL中，便于后續數據處理。
上位機組態
上位機組態采用西門子WinCCV7.0軟件進行開發，WinCC與PLC主站采用SIMATIC S7 Protocol Suite.chn通訊驅動程序實現。上位機監控系統主要顯示工藝流程、過程參數、控制方式、運行狀況、對象狀態，也能顯示成組參數。當參數超限報警、控制對象故障或狀態變化時，以不同顏色進行顯示。畫面具有動態和靜態兩種形式，顏色隨參數或設備狀態變化而變化。圖7為工藝流程監控畫面。
主要功能
上位監控系統具有以下功能：(1)實時監測、控制和采集功能：連續采集和處理現場所有實時數據和工藝參數，顯示操作畫面和工藝流程圖，并對整個系統的運行狀態實時監控;(2)在線診斷和報警保護功能：當被控對象中的工藝參數或設備發生異常時，通過監控畫面進行報警，記錄故障發生的時間、來源和恢復時間等詳細情況，且提示如何處理，以便操作人員進行及時有效的處理。對重要設備的順序邏輯設置連鎖保護，確保安全運行。(3)歷史數據記錄及報表功能：建立參數/狀態數據庫，存儲主要參數數據，創建基于SQL Server數據庫的Excel格式歷史數據報表及存儲。
基于PROFIBUS和PROFINET集成網絡的多變頻器控制系統，使生產各環節能夠及時進行信息交換，提高了信號采集的品質和系統的控制質量，為工廠的信息化提供了可靠的通訊平臺。同時，采用PROFIBUS-DP通訊，減少了電纜、橋架等硬件設備數量，大大節省了成本，安裝、維護工作量減少，具有較高的性價比，提高了企業的生產效率、經濟效益和社會效益。