（天津钢管制造有限公司 天津市 300301）
摘要：为实现网络通讯并通过网络实现对传动设备的控制，近年来国内各类企业围绕现场总线通讯技术开展了大量研究，西门子PLC与ABB变频器之间的现场总线通讯技术也成为研究关注的焦点。基于此，本文将简单介绍这一现场总线通讯技术应用路径，并结合天津钢管制造有限公司开展的实践探索，深入探讨这种现场总线通讯技术在空气循环风机及控制系统中的应用，通过PLC控制变频器，天津钢管制造有限公司的工艺需求得到了较好满足。
关键词：PLC；变频器；现场总线通讯技术
前言：作为一种经过优化的模块， 的数据传输率较高，可较好用于外部设备与系统的通信，如远程IO系统便可以应用该模块。基于 ，即可应用PLC和变频器实现网络通讯，传动设备的网络控制也可随之实现。
1.现场总线通讯技术应用路径
1.1系统配置
可采用 作为主站，采用 变频器作为从站， 网中的全数字交流调速系统通讯及控制可由此实现。采用 软件作为编程软件，以此对西门子 进行编程，并围绕 网开展组态和通讯配置。变频器配套的通讯适配器选择 ，在变频器（ABB）插槽1内插入该通讯适配器，基于总线终端器选择开关，总线电缆端信号反射问题即可有效规避，如模块属于网络中的第一个或最后一个模块，需基于ON进行总线终端器设置，DP地址十位、个位分别为S2、S3。在具体操作过程中，节点的地址可进行更改，但这一更改的生效需重新初始化模块[1]。
1.2通讯协议设计
作为一种开放式串行通讯标准， 可用于各类自动化元件间数据的交换。围绕 通讯协议进行分析可以发现，其数据电报结构包括协议层、网络数据、协议头，这里的网络数据指的是PZD（过程数据）、PKW（参数值），前者属于运行过程中变频器输入/输出的数据值，如电流反馈值、速度反馈值、频率给定值，后则属于变频器运行时需要定义的给定值命令源、正反转命令源等功能码。 的类型共为5种，涉及参数识别、控制字、参数值、数组索引号、给定值、状态字、过程数据、实际值、数据字等内容。双绞型电缆属于总线的物理传输媒介，该电缆需满足RS-485标准要求，且存在100～1200m区间的最大程度，所选的传输速率直接影响长度，同一个 网络段最多可连接31个节点，此时无需中继器，而在中继器支持下，连接的节点数可有效增加，最多可至127个。采用主/从方式的通讯协议设计，主站、从站分别为PLC和变频器，主站可将控制指令传送至变频器，变频器反馈的运行参数及运行状态也能够由主站接收。 通讯适配器模块需要与变频器连接，以此作为从站接入 网，主站 负责对从站进行控制[2]。
1.3系统组态及通讯编程
可采用 组态软件开展具体设计，以此在STEP7中导入变频器的设备数据库文件，可从网站上下载文件。选定 为主站系统，将ABB的 组态到 主站的DP网上，并选择PPO4作为PPO类型，设定4为站点网络地址，最终编译存盘并下载。对于从从站读取输入信息的PLC主机，其需要向从站反送输出信息，基于这一PLC运行原理，数据的读写需采用OB1中的SFC14和SFC15两个系统功能块，变频器的通信控制可由此实现。完成程序设计后，传动设备的控制即可通过控制字实现，这一过程需针对性设置变频器通讯参数[3]。
2.实例分析
2.1空气循环风机及控制系统
以天津钢管制造有限公司的空气循环风机及控制系统作为研究对象，通过强化热交换，空气循环风机可较好服务于产品质量控制。高温离心式风机安装于炉顶，按照每区2台的规格安装，由ABB公司的变频器负责风机调速，采用低速用于低温启动，采用高速用于高温启动并缩短加热时间，启动的便利性、高温度生产率和均匀性可得到保障，具备工作可靠、加热效率高、调速方便的特点。同时可采用变频器，按照额定电流设置，由此开展的连续调速以炉气温度变化为依据。在系统支持下，温度的均匀性得到保障、风机维护的便利性大幅提升。风机拥有最高650℃的工作温度，整个工厂的L3级与炉群管理计算机可通过以太网连接，炉群管理计算机可在TCP/IP通讯协议支持下用于查询和记录数据，针对性安装的炉群控制系统数据软件也能够更好服务于生产管理。采用1套上位机、1个上位管理系统（PLC处），以此负责加热炉监控与管理，同时选择S7-300系列PLC，采用 用于S7-300主站连接各个子站，Intouch组态软件用于人机接口，以太网负责上位机与S7-300主站的连接，采用STEP7软件。
2.2系统配置及通讯协议
采用S7-300系列的PLC、ACS800系列的变频器、ACS-PRO（V4.1）的通讯适配器，STEP7负责 网组态、PLC编程、通讯配置。上位机的画面编程采用In－touch10.0进行，同时负责变频器操作，为与PLC实现通讯，采用以太网通讯方式。作为基于ISO7498国际标准的协议， 通讯协议的参考模型为开放式系统互联网络，该模型由七层组成，其中第一层、第二层、第七层分别为物理层、数据链路层、应用层，其余层未使用。 对用户接口和第一层、第二层进行了定义，但未描述第三层到第七层，其中的用户接口对不同设备、用户及系统的应用功能调动权限进行了明确规定，各类不同 设备的设备行为也在其中实现了详细说明，具备较高参考价值。 对第一层、第二层、第七层进行了定义，FMS现场总线信息规范、LLI低层接口属于应用层的主要构成，FMS现场总线信息规范主要包括应用协议，且能够负责提供强有力的通信服务满足用户的相关需要。LLI低层接口能够提供第二层访问接口，该接口不依赖设备同时能够实现不同的通信关系协调。 采用扩展的 协议进行数据传输。此外， 还对现场设备行为的PA行规进行了细致描述。基于 标准可以了解到，本征安全性可通过 的传输技术得到保障，现场设备供电也可以基于总线实现。在DP上，连接器的应用可实现PA网络的扩展。
2.3系统组态及通讯编程
组态软件采用STEP7， 的设备数据库文件导入编程环境，将ABB变频器的设备数据库文件导入编程环境。选定主站系统为 ，选择2为默认地址，将ABB的 组态到 为主站的DP网上，针对性开展PPO类型选择，选择4作为站点网络地址，最后编译存盘。对于从从站读取输入信息的PLC主机，其需要向从站反送输出信息，由此建立DB10数据块，实现数据通信，变频器通讯参数的针对性设置同样需针对性开展。
结论：综上所述，西门子PLC与ABB变频器之间的现场总线通讯技术具备较高实用价值。在此基础上，本文涉及的通讯协议设计、系统组态及通讯编程、空气循环风机及控制系统等内容，则提供了可行性较高的现场总线通讯技术应用路径。为更好服务于各类企业的数据通信需要，新型软硬件的积极应用必须得到重视。
参考文献：
[1]孙竹梅，王琦，白建云.多协议现场总线控制系统创新型试验设计[J].自动化仪表，2019，40（12）：10-13.
[2]殷欢，管菊花.基于PLC的柔性生产喷涂烘干单元监控系统改造[J].南方农机，2019，50（13）：155+160.
[3]孙健，朱霖，邵振荣.昆仑通态触摸屏与西门子SMART系列PLC通讯[J].锻压装备与制造技术，2020，55（02）：76-78.