摘要：針對寶山鋼鐵股份有限公司不銹鋼分公司煉鋼廠運輸臺車控制系統，介紹了S7-300/400系列PLC和6SE7系列變頻器之間的通信。通過改善變頻器運行環境存在的較高電磁干擾，例如電爐區域和變頻器運行本身發出的電磁干擾，以及解決布線和接地存在的問題，確保了通信的暢通和穩定。

關鍵詞：運輸臺車；PLC；變頻器；通信

寶山鋼鐵股份有限公司不銹鋼分公司煉鋼廠不銹鋼生產線所有運輸臺車于2004年4月18 日與生產線同步投入運行。它在工序不同位置實現不同功能，在爐子出鋼位置，承接鋼水；在測溫取樣位置，實施測溫取樣；在烘烤位置，實施鋼包在線烘烤；在行車起吊位置，實現上下工序之間的鋼水運輸以及空包的擺渡。由于鋼包內裝載的是熔融的高溫鋼水，因此要求臺車運行穩定，起、停平穩。運輸臺車的電機驅動采用西門子6SE7 系列變頻器，基礎自動化采用S7-300/400PLC，變頻器與PLC 之間通過Profibus-DP總線進行通信。

1 系統配置

基礎自動化級（L1）由脫磷控制系統、EAF（電弧爐）控制系統、AOD（氬氧脫碳轉爐）控制系統、VOD（真空氧氣脫碳爐）控制系統等組成。系統配置如圖1 所示。

圖1 系統配置 Fig 1 System configuration

a—脫磷PLC ；b—電弧爐PLC；c—氬氧脫碳轉爐PLC；d—真空脫碳爐PLC；1，2—脫磷1#，2# 鋼包運輸臺車；3，4—脫磷1#，2#渣包運輸臺車；5—電弧爐鋼包運輸臺車；6—電弧爐空包運輸臺車；7—氬氧脫碳轉爐鋼包運輸臺車；8—氬氧脫碳轉爐渣包運輸臺車；9—真空脫碳爐鋼包運輸臺車 系統通過100Mb/s 工業以太網實現各單元PLC之間以及PLC與操作站服務器之間的數據交換，向下（LO）通過Profibus-DP總線與變頻器通信。PLC與變頻器的通信采用CPU416-2DP自帶的Profibus-DP接口或CP443-5Ext板通信接口來實現，在適配盒內增加CBP/CBP2通信板建立變頻器與PLC 的通信。

2 PLC與變頻器的數據交換

硬件配置時為每臺PLC 和變頻器分配一個相應的Profibus-DP總線地址。在變頻器參數設置時，對硬件配置的變頻器地址號進行設定。在PLC應用程序中，定義參數標識符值地址和過程數據地址。參數標識符值包括參數標識符、索引IND、參數值；過程數據包括控制字、設定值、狀態字、實際值。PLC通過Profibus-DP總線發出控制字和設定值，經參數標識符值地址口送給變頻器；變頻器通過Profibus-DP總線傳回變頻器狀態字和實際值，經參數標識符值地址口被PLC搜集。

參數標識符值和過程數據稱為可用數據。使用過程數據區實現控制字和設定值（任務主站）或狀態字和實際值（響應主站）的傳輸。只有控制字、設定值、狀態字、實際值依照過程數據連接所規定的路徑時，該過程數據的傳輸才有效。

過程數據軟連接，只有在使用的控制字、設定值、狀態字和實際值已經邏輯連接到雙口RAM接口時才起作用，收到的過程數據被存儲在一個固定預定義的雙口RAM地址中。過程數據的軟連接采用BICO參數來實現，BICO參數是通過連接器或開關量連接器為實現功能的連接和觀察內部信號而設立的干預點，利用BICO參數可以確定功能塊輸入信號源。

3 干擾問題的解決

由于現場環境惡劣，在應用中遇到一些問題，如運輸臺車變頻器運行時主PLC曾經發生停機現象，嚴重時運輸臺車變頻器一旦運行，PLC立即進入STOP狀態，使生產無法正常進行。另外運輸臺車變頻器運行時，也發生L1和L2的通信故障，PLC發給變頻器的ON/OFF指令經常受到干擾，等等。

究其原因，一方面是變頻器的運行環境存在著較高的電磁干擾，例如電爐區域以及變頻器運行本身發出的電磁干擾；另一方面是布線和接地上存在問題。所以在變頻器安裝時要嚴格做好接地，注意以下幾點：

（1）確保控制柜中的所有設備接地良好，應該使用短、粗的接地線（最好使用扁平導體或金屬網，因其在高頻時阻抗較低），并連接到公共接地線上，接地電阻小于4Ω；

（2）布線時，電源線和控制電纜要分開，如控制線和電源線交叉時應成90°布線；

（3）使用屏蔽導線或雙絞線連接控制電路時，確保未屏蔽之處盡可能短，條件可能時應采用電纜套管；

（4）確保控制柜中的接觸器有滅弧功能，交流接觸器既可用R-C抑制器，也可用壓敏電阻抑制器，如果接觸器是通過變頻器的繼電器控制的，這一點很重要；

（5）用屏蔽和鎧裝電纜作為電動機接線時，要將屏蔽層兩端接地；

（6）特別注意在變頻器調換CUVC 中央控制板、通信板時，其接地線漏接或連接不緊，往往產生干擾使PLC無法正常工作。

有些干擾有時不一定能立即或徹底排除，例如有的運輸臺PLC發給變頻器的ON/OFF指令經常受到干擾，針對這個問題我們將原來通過Profibus-DP傳送的信號，用硬接線的方法從變頻器的第7個輸入端接收PLC的POWER ON信號，有較好的效果。

4 結束語

寶鋼不銹鋼分公司運輸臺車PLC與變頻器采用Profibus-DP通信，大大減少了設備布線，并且為功能擴充和改造提供了方便，經過一段時間應用，系統可靠、運行穩定，能夠滿足煉鋼生產的需要。

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