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摘要：以双斗轮取料机的工程为例，介绍通过DeviceNet实现施耐德ATV71变频器与AB的编程软件RSLogix5000的通讯，包括RSLinx、RSNetWorx for DeviceNet、ATV71变频器的设置方法，以及应用效果。
关键词：DeviceNet； RSNetWorx for DeviceNet；ATV71变频器；通讯
中图分类号：C39文献标识码：A 文章编号：
Communication between ATV71 VFD and RSLogix5000 and its Application based on DeviceNet
LIU Xiao Yang
Abstract:By talking Double-bucket-wheel reclaimer project as example, introduce the communication between ATV71 VFD and AB programming software of RSLogix5000 was realized by DeviceNet,including the setting of RSLinx、RSNetWorx for DeviceNet、ATV71 VFD.and its application effects..
Key Words: DeviceNet； RSNetWorx for DeviceNet；ATV71 VFD；communication
1引言
随着工业自动化技术的不断发展，变频器以及现场总线技术已经广泛应用在工业控制领域。但由于系统中常常采用不同厂家、不同类型的现场设备，由此将带来不同设备之间的数据通讯接口问题。本文将以双斗轮取料机项目为背景，介绍一种基于DeviceNet现场总线实现施耐德ATV71变频器与AB编程软件RSLogix5000间的实时通讯方法，从而实现PLC通过通信方式控制变频器的功能。
2 通讯方法
2.1 应用背景
在双斗轮取料机项目中，由于大车在实际行走中会产生车轮打滑、变频器输出误差等现象，从而导致跑偏、啃轨等问题的发生。对整机工作及安全产生很大的影响。为了解决这一问题，在大车行走的电气控制中要求使用变频器根据大车两侧行走误差分别调节两侧的行走速度，从而达到大车行走纠偏的目的。在该项目中，可编程控制器选用的是AB公司的产品，变频器则选用的是ATV71系列变频器，两者之间通过DeviceNet总线连接，因此通讯网络的连接便是对变频器进行远程控制的基础。
2.2 系统介绍
DeviceNet是一种基于CAN（Controller Area Network）技术的开放型、符合全球工业标准的低成本、高性能的通信网络，最初由美国Rockwell公司开发应用。ATV 71系列变频器由德国施耐德公司出品，其本身集成了Modbus与CANopen总线协议，并且可通过使用通信可选卡接入Ethernet/IP、DeviceNet、PROFIBUS DP等通信网络。RSLogix5000是AB公司的编程软件，用于AB公司可编程处理器的编程设计。
2.3 控制系统组成
本项目可编程处理器采用的是AB公司的可编程处理器，DeviceNet扫描器模块选用的是1769-SDN通讯模块，大车两侧驱动电机分别由两台ATV71变频器进行驱动，小车驱动电机由一台ATV71变频器进行驱动。此外，大车两侧分别安装绝对值编码器记录大车行走距离。ATV71变频器与编码器通过DeviceNet现场总线连接至1769-SDN扫描器模块。通过模块间连接便可通过可编程处理器进行对ATV71变频器进行远程监控。网络结构如下图所示。
2.4ATV71变频器设置
2.4.1数据传输速率及节点地址设定
连接至DeviceNet网络的所有设备都必须有一个唯一的地址，从0到63（十进制）。
因此，首先需要调整通讯卡上的拨码设置，配置变频器的数据输速率及节点地址。
① 在通讯卡上拨码1-6用来设定节点地址，按二进制计算，如下图所示。
其它节点地址设置依此类推。
② 在通讯卡上拨码7-8用来设定数据传输速率，如下图所示。
2.4.2变频器内部参数设定
其次通过HMI面板对变频器内部参数进行配置。根据实际电机设置电机参数，配置变频器命令菜单参数。变频器命令菜单参数如下图所示。
2.5 网络工具的配置方法
2.5.1RSLinx设置
① 启动RSLinx。
② 单击Configure Drivers按钮，根据项目使用的可编程控制器与调试计算机间的连接方式选择并建立相应驱动程序。
③ 单击RSWho联机，即可查看现有网络的设备情况。如下图所示。
2.5.2RSNetWorx for DeviceNet设置
① 网络组态
A．启动RSNetWorx for DeviceNet。
B．选择Network > Online。在Browse for Network（浏览网络）对话框，选择项目使用的DeviceNet网络。
C．单击OK联机。网络上的设备会出现在Configuration View（配置视图）中。
2.5.2加载EDS文件
A．右击“Unrecognized Device”（未被识别的设备）图标，选择菜单中的Register Device（注册设备）。EDS Wizard（EDS向导）将会出现。
B．选择Register EDS（注册EDS），选定变频器配套EDS文件，然后单击下一步。如下图所示。
C．在Polled（轮询式）下，选择Enabled（启用），在Input Size（输入大小）和Output Size（输出大小）框中键入16，然后单击下一步。
D．单击下一步显示该节点的图标选项。单击Change icon来更改图标。
E．单击Finish结束EDS配置。Configuration View（配置视图）中的一个新图标代表Altivar变频器。如下图所示。
F．配置好的变频器可变频器可通过属性查看内部参数，如下图所示。
2.5.3配置1769-SDN扫描器
A．右击DeviceNet扫描器（节点00）并选择Properties（属性）。Scanner Module（扫描器模块）对话框出现。
B．单击Scanlist（扫描列表）标签。
C．单击Upload。数据从扫描器被上载，然后出现Scanlist页面。
D．选择Automap on Add（添加时自动映射）框（将出现一个单选标记）。
E．在Available Devices（可用设备）下，选择变频器，然后单击>（右箭头）将其添加至扫描列表。如下图所示。
F．在Scanlist（扫描列表）下，选择变频器，然后单击Edit I/O Parameters（编辑I/O参数）。
Edit I/O Parameters对话框将出现。
G．选择数据交换的类型:轮询式（Polled）。
H．在Input和Output框中键入I/O所要求的字节数。
I．单击OK。完成1769-SDN通讯扫描器的设置。
此时变频器的节点地址就被映射到1769-SDN扫描器模块里了，可通过RSLogix5000编程软件进行变频器的控制了。
2.6RSLogix5000编程应用
2.6.1 完成通讯设置后，ATV71变频器的监控参数就映射到1769-SDN扫描器模块中了，如下图所示。
2.6.21769-SDN扫描器从变频器上读出4个输入参数DINT，第一个DINT（Local:2:I.Data[0]）的低16位为状态字，高16位为变频器的速度反馈值。第二个DINT（Local:2:I.Data[1]）的低16位为第3扫描器输入参数[Val Com Scan In3]（NM3），高16位为第4扫描器输入参数[Val Com Scan In4]（NM4）。状态字定义如下图所示。
2.6.31769-SDN扫描器从变频器上读出4个输出参数DINT，第一个DINT（Local:2:O.Data[0]）的低16位为控制字，高16位为变频器的速度给定值。第二个DINT（Local:2:I.Data[1]）的低16位为第3扫描器输出参数[Val Com Scan Out3]（NC3），高16位为第4扫描器输出参数[Val Com Scan Out4]（NC4）。控制字定义如下图所示。
3 結束语
在应用DeviceNet总线控制后，ATV71变频器可以通过现场总线结合PLC进行远程控制，从而达到项目的控制要求。DeviceNet现场总线的发展使得变频器在自动化控制方面有了更加灵活的方法。
参考文献：
1、Altivar 71DeviceNet卡用户手册
2、ATV71变频器编程手册
3、Logix5000™ 控制系统中的DeviceNet 模块用户手册
关键词：DeviceNet； RSNetWorx for DeviceNet；ATV71变频器；通讯
中图分类号：C39文献标识码：A 文章编号：
Communication between ATV71 VFD and RSLogix5000 and its Application based on DeviceNet
LIU Xiao Yang
Abstract:By talking Double-bucket-wheel reclaimer project as example, introduce the communication between ATV71 VFD and AB programming software of RSLogix5000 was realized by DeviceNet,including the setting of RSLinx、RSNetWorx for DeviceNet、ATV71 VFD.and its application effects..
Key Words: DeviceNet； RSNetWorx for DeviceNet；ATV71 VFD；communication
1引言
随着工业自动化技术的不断发展，变频器以及现场总线技术已经广泛应用在工业控制领域。但由于系统中常常采用不同厂家、不同类型的现场设备，由此将带来不同设备之间的数据通讯接口问题。本文将以双斗轮取料机项目为背景，介绍一种基于DeviceNet现场总线实现施耐德ATV71变频器与AB编程软件RSLogix5000间的实时通讯方法，从而实现PLC通过通信方式控制变频器的功能。
2 通讯方法
2.1 应用背景
在双斗轮取料机项目中，由于大车在实际行走中会产生车轮打滑、变频器输出误差等现象，从而导致跑偏、啃轨等问题的发生。对整机工作及安全产生很大的影响。为了解决这一问题，在大车行走的电气控制中要求使用变频器根据大车两侧行走误差分别调节两侧的行走速度，从而达到大车行走纠偏的目的。在该项目中，可编程控制器选用的是AB公司的产品，变频器则选用的是ATV71系列变频器，两者之间通过DeviceNet总线连接，因此通讯网络的连接便是对变频器进行远程控制的基础。
2.2 系统介绍
DeviceNet是一种基于CAN（Controller Area Network）技术的开放型、符合全球工业标准的低成本、高性能的通信网络，最初由美国Rockwell公司开发应用。ATV 71系列变频器由德国施耐德公司出品，其本身集成了Modbus与CANopen总线协议，并且可通过使用通信可选卡接入Ethernet/IP、DeviceNet、PROFIBUS DP等通信网络。RSLogix5000是AB公司的编程软件，用于AB公司可编程处理器的编程设计。
2.3 控制系统组成
本项目可编程处理器采用的是AB公司的可编程处理器，DeviceNet扫描器模块选用的是1769-SDN通讯模块，大车两侧驱动电机分别由两台ATV71变频器进行驱动，小车驱动电机由一台ATV71变频器进行驱动。此外，大车两侧分别安装绝对值编码器记录大车行走距离。ATV71变频器与编码器通过DeviceNet现场总线连接至1769-SDN扫描器模块。通过模块间连接便可通过可编程处理器进行对ATV71变频器进行远程监控。网络结构如下图所示。
2.4ATV71变频器设置
2.4.1数据传输速率及节点地址设定
连接至DeviceNet网络的所有设备都必须有一个唯一的地址，从0到63（十进制）。
因此，首先需要调整通讯卡上的拨码设置，配置变频器的数据输速率及节点地址。
① 在通讯卡上拨码1-6用来设定节点地址，按二进制计算，如下图所示。
其它节点地址设置依此类推。
② 在通讯卡上拨码7-8用来设定数据传输速率，如下图所示。
2.4.2变频器内部参数设定
其次通过HMI面板对变频器内部参数进行配置。根据实际电机设置电机参数，配置变频器命令菜单参数。变频器命令菜单参数如下图所示。
2.5 网络工具的配置方法
2.5.1RSLinx设置
① 启动RSLinx。
② 单击Configure Drivers按钮，根据项目使用的可编程控制器与调试计算机间的连接方式选择并建立相应驱动程序。
③ 单击RSWho联机，即可查看现有网络的设备情况。如下图所示。
2.5.2RSNetWorx for DeviceNet设置
① 网络组态
A．启动RSNetWorx for DeviceNet。
B．选择Network > Online。在Browse for Network（浏览网络）对话框，选择项目使用的DeviceNet网络。
C．单击OK联机。网络上的设备会出现在Configuration View（配置视图）中。
2.5.2加载EDS文件
A．右击“Unrecognized Device”（未被识别的设备）图标，选择菜单中的Register Device（注册设备）。EDS Wizard（EDS向导）将会出现。
B．选择Register EDS（注册EDS），选定变频器配套EDS文件，然后单击下一步。如下图所示。
C．在Polled（轮询式）下，选择Enabled（启用），在Input Size（输入大小）和Output Size（输出大小）框中键入16，然后单击下一步。
D．单击下一步显示该节点的图标选项。单击Change icon来更改图标。
E．单击Finish结束EDS配置。Configuration View（配置视图）中的一个新图标代表Altivar变频器。如下图所示。
F．配置好的变频器可变频器可通过属性查看内部参数，如下图所示。
2.5.3配置1769-SDN扫描器
A．右击DeviceNet扫描器（节点00）并选择Properties（属性）。Scanner Module（扫描器模块）对话框出现。
B．单击Scanlist（扫描列表）标签。
C．单击Upload。数据从扫描器被上载，然后出现Scanlist页面。
D．选择Automap on Add（添加时自动映射）框（将出现一个单选标记）。
E．在Available Devices（可用设备）下，选择变频器，然后单击>（右箭头）将其添加至扫描列表。如下图所示。
F．在Scanlist（扫描列表）下，选择变频器，然后单击Edit I/O Parameters（编辑I/O参数）。
Edit I/O Parameters对话框将出现。
G．选择数据交换的类型:轮询式（Polled）。
H．在Input和Output框中键入I/O所要求的字节数。
I．单击OK。完成1769-SDN通讯扫描器的设置。
此时变频器的节点地址就被映射到1769-SDN扫描器模块里了，可通过RSLogix5000编程软件进行变频器的控制了。
2.6RSLogix5000编程应用
2.6.1 完成通讯设置后，ATV71变频器的监控参数就映射到1769-SDN扫描器模块中了，如下图所示。
2.6.21769-SDN扫描器从变频器上读出4个输入参数DINT，第一个DINT（Local:2:I.Data[0]）的低16位为状态字，高16位为变频器的速度反馈值。第二个DINT（Local:2:I.Data[1]）的低16位为第3扫描器输入参数[Val Com Scan In3]（NM3），高16位为第4扫描器输入参数[Val Com Scan In4]（NM4）。状态字定义如下图所示。
2.6.31769-SDN扫描器从变频器上读出4个输出参数DINT，第一个DINT（Local:2:O.Data[0]）的低16位为控制字，高16位为变频器的速度给定值。第二个DINT（Local:2:I.Data[1]）的低16位为第3扫描器输出参数[Val Com Scan Out3]（NC3），高16位为第4扫描器输出参数[Val Com Scan Out4]（NC4）。控制字定义如下图所示。
3 結束语
在应用DeviceNet总线控制后，ATV71变频器可以通过现场总线结合PLC进行远程控制，从而达到项目的控制要求。DeviceNet现场总线的发展使得变频器在自动化控制方面有了更加灵活的方法。
参考文献：
1、Altivar 71DeviceNet卡用户手册
2、ATV71变频器编程手册
3、Logix5000™ 控制系统中的DeviceNet 模块用户手册