基于冗余ControlNet网络的变频器在复烤线中的应用

  1 引言

    目前，现场总线控制技术已经普遍应用到打叶复烤行业，但在网络的稳定性和可靠性方面，很多厂家还都不甚满意，因为只要网络受到一次变频器干扰，可能会对生产厂家造成巨大经济损失。对于这种现状，笔者提出了用ControlNet网络控制700系列变频器的解决方案，并在实际应用中得到了良好的效果。

    ControlNet网络是以生产者、消费者模式构建的开放式网络，实时I/O、控制器互锁、对等报文传输以及编程操作都可以在同一条ControlNet链路上实现。并且满足对时间要求苛刻的精密自动化控制系统。它是一种简单、高度精确且灵活传输的数据方式，在控制、组态以及数据采集方面有着卓越的表现。而采用了冗余的网络，在一条链路受到破坏之后，冗余网络还可以通过第二条链路进行通讯，并不影响系统的运行，这更增加了网络的可靠性。

    PowerFlex 700系列变频器提供了简捷实用的性能，从速度控制到转矩控制，都能满足控制系统的需要。

   2 硬件连接

    要构建冗余网络，那么首先要将CNBR模块中的A、B两路网线全都接在变频器的网卡上，如遇终端，需要加ControlNet终端电阻。如果ControlNet网络的网线太长，会影响通讯质量，所以在网线长度过长时，需要加中继器。根据实际经验，长度在200~300米左右就应该增加中继器。

    接线图如图1所示。

图1 接线网络图

    3 PowerFlex 700系列变频器配置

    700系列变频器提供了功能强大的参数系统。可以适应于各种不同的工艺要求，在基于ControlNet网络的打叶复烤线中，可以调整如下参数。

    3.1 网络参数

    （1）选择ControlNet网卡为当前设备。

    （2）修改参数03，这个参数的数值是ControlNet网卡在网络中的地址，具体数值可以在0~99之间设置，但是地址不能重复。

    默认值=02

    （3）修改参数13，将此参数的bit0-bit4全部修改为1。

    （4）修改参数25，将此参数的bit0-bit4全部修改为1。

    （5）修改参数26，将此参数的bit0-bit4全部修改为1。

    （6）修改参数27，将此参数修改为100%（3~6是网络通讯输入输出选项）。

    （7）修改参数10和参数11，将这两个参数都修改为1（此项为FLT选项）。

    （8）修改参数09为1，重启网卡使前面的修改生效。

    3.2 变频器参数

    （1）参照第一部分的步骤1，将PowerFlex700选为当前设备。

    （2）将UTILITY目录下DriveMemory类中参数196的值改为1。

    （3）根据电机铭牌上的数据，分别填写MOTOR CONTROL目录下：MotorData类中的参数：041（额定电压）；042（额定电流）；043（额定频率）；044（额定转速）；045（额定功率）。Torq Attributes类中的参数053的值改为3。

    （4）将SPEED COMMAND目录下，Speed References类中的参数090的值修改为22。

    （5）将DYNAMIC CONTROL目录下，Stop/Break Modes类中的参数155的值改为0；Ramp Rates类中的参数140，142的值改为60s。

    （6）将COMMUNICATION目录下，Masks & Owners类中的参数：276的值改为100000；
Data-links类中的参数310的值修改为3，（3代表变频器的3号参数-电流， UserDefinedData[0]读取的就是电流值。）；参数312的值修改为10。（3代表变频器的10号参数-运行时间， UserDefinedData[2]读取的就是运行时间。）UserDefinedData，2个一组，对应一个参数。

    （7）将INPUTS&OUTPUTS目录下，Digital Inputs类中的参数：361，362，363，364，365，366全都改为0。
以上参数可在HIM控制面板中设置， 也可用AB公司的DriveExecutive软件设置，它可对不同设备的各个参数进行快速设置，支持分组查询，在工控机的一个终端就可设置多个设备，这款软件用来调试现场设备方便快捷，可在调试过程中节省很多时间。

    设置好以上参数后，用于冗余ControlNet网络的变频器部分配置完成。

    4 配置冗余ControlNet网络

    硬件连接好之后，在RSLinx软件中就能自动搜索出连接好的设备。确定硬件没有问题之后，打开RSNetWorx for ControlNet软件。点击Online按钮，选择要扫描的网络，确定之后开始自动扫描。

    扫描之后，要设置冗余网络，需要打开Network菜单中的Properties窗口，选择A/B选项。

    然后勾选Enable Edits选项。点击保存按钮，RSNetWorx for ControlNet软件会自动把当前的配置保存在CNBR模块当中。

    5 结语

    冗余ControlNet网络以其可靠的性能、较长的传输距离、稳定的网络状态逐渐占领国内烟草行业市场。据生产现场的实际情况，也证明了冗余ControlNet网络完全能够适应打叶复烤车间的生产环境，可靠的运行能够保证生产厂家免受经济损失。而搭配了700系列变频器，更使得整个系统在调试过程中简单快速，生产时维修方便。这种搭配的电控系统方案，已越来越受到人们的青睐。

参考文献：

[1] Power Flex 700 交流变频器用户手册[Z].

[2] Power Flex 700设计指南[Z].

[3] ControlLogix冗余系统用户手册[Z].

[4] Controlnet控制网网络系统概貌[Z].

[5] Controlnet控制网同轴电缆规划及安装指南[Z].

于淼（1983-）

女，满，助理工程师，现任秦皇岛烟草机械有限责任公司电气工程师，主要从事电气设计工作，曾完成延吉卷烟厂易地搬迁
制丝线技术改造，天津卷烟厂易地搬迁制丝线技术改造，零陵卷烟厂烘丝机改造，乌兰浩特易地搬迁制丝线技术改造，徐州卷烟厂烟梗复烤机等项目的设计、安装、调试工作。