FBP總線適配器在智能電機(jī)控制器中的應(yīng)用

1、ABB FBP總線適配器在智能電機(jī)控制器中的應(yīng)用現(xiàn)場總線ABB，F(xiàn)BP，總線適配器，智能電機(jī)，控制器，應(yīng)用資訊,說明書，維修工控商務(wù)網(wǎng)為您提供最專業(yè)的現(xiàn)場總線資訊、報(bào)價(jià)、說明書、維修、專業(yè)論文1 概述 在諸多的總線標(biāo)準(zhǔn)中，各種總線都稱是標(biāo)準(zhǔn)的，但在市場競爭不能劃地為界的行業(yè)或領(lǐng)域，各種總線都互相滲透。例如DeviceNet廣泛應(yīng)用于汽車、物料搬運(yùn)和制造加工業(yè)，但在歐洲，Profibus標(biāo)準(zhǔn)也是這些領(lǐng)域的有力競爭者且占據(jù)了絕對(duì)的份額。此外，Profibus標(biāo)準(zhǔn)在一些特定行業(yè)的應(yīng)用也非常廣泛，像Profibus DP在汽車工廠中的應(yīng)用就是如此。然而，有一個(gè)很有趣的現(xiàn)象是，德國的CANop

2、en總線本身也用在汽車行業(yè)。但是，不管怎么看，整個(gè)市場基本上可以劃分為過程工業(yè)和制造工業(yè)兩類。 隨著工業(yè)企業(yè)為實(shí)現(xiàn)更快捷、高效的生產(chǎn)和運(yùn)行而不斷地投資，掛在這些不同總線上的智能化裝置正在迅速增加。總線的應(yīng)用的確能夠給終端用戶企業(yè)帶來生命力和強(qiáng)大的業(yè)務(wù)處理能力，但同時(shí)也給智能化裝置供應(yīng)商帶來一個(gè)難題：他們必須根據(jù)眾多的總線分別設(shè)計(jì)出不同的總線產(chǎn)品，以滿足各種總線的需要；但產(chǎn)品的數(shù)據(jù)接口都是硬件化的，一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)成多種硬件在制造成本上是不可取的。此外，現(xiàn)場總線中的控制布線是一項(xiàng)很費(fèi)時(shí)間的工作，而且在安裝工程中不太容易成功。這種工作復(fù)雜度顯然與今天設(shè)備操作更簡便的趨勢是背道而馳的。系統(tǒng)集成

3、商期盼有一種能夠即插即用（plug & produce）的解決方案，不用再辛苦地查閱供應(yīng)商提供的厚厚的產(chǎn)品參數(shù)說明書。這其實(shí)就是一種對(duì)工業(yè)通信柔性化、簡單化的需求。由此，ABB設(shè)計(jì)生產(chǎn)一種可以簡單快速連接任何總線系統(tǒng)的產(chǎn)品(FieldBusPlug-FBP)來簡化整個(gè)現(xiàn)場總線,如圖1所示。實(shí)際上FBP就是總線適配器。   圖 1 現(xiàn)場總線適配器(FBP) 2 FBP系統(tǒng)的功能 FBP系統(tǒng)可以通過任何一種協(xié)議的總線適配器，與通常的自動(dòng)化系統(tǒng)（PLCs），用一種簡單而有效的方式，把開關(guān)設(shè)備和其它類似的元件連接起來,如電動(dòng)機(jī)保護(hù)和控制設(shè)備到傳

4、感器等。這些開關(guān)設(shè)備與所用的總線相互獨(dú)立。通過選定的總線電纜（FBP電纜），就可以建立與各類總線適配器的連接。 ABBFBP總線適配器可支持Profibus-DP、CANopen、Modbus-RTU、DeviceNet和AS-i五種總線適配器，這五種總線適配器的外形和連接方式是相同的。為統(tǒng)一的使用和選型提供了方便，如圖2所示，選用DeviceNet總線適配器進(jìn)行通信。   圖 2 多子站設(shè)備和PLC系統(tǒng)連接圖 3 FBP系統(tǒng)的特點(diǎn) 今天的自動(dòng)化應(yīng)用不僅需要智能化的產(chǎn)品，還需要能夠互相通信實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化功能，而總線無疑是當(dāng)前很多自動(dòng)化設(shè)備

5、所選擇的通信手段。當(dāng)走進(jìn)任何一個(gè)制造加工廠、過程企業(yè)或者能源企業(yè)，你不難發(fā)現(xiàn)成百上千的執(zhí)行器和傳感器都通過一根總線與它們的控制器進(jìn)行通信。 3.1 簡單、靈活的總線系統(tǒng) 一種設(shè)備適用所有總線類型，在產(chǎn)品線內(nèi)的每一種設(shè)備和每一個(gè)功能模塊，含有一個(gè)中性的總線適配器接口。用選定的總線適配器和電纜接頭和預(yù)連接電纜，非常容易建立起可靠的，可塑性強(qiáng)的通訊和連接,如圖3所示。 無須改變通訊接口便可按用戶的需求改變通訊總線，這就是建立在ABB獨(dú)有的FBP總線技術(shù)上的靈活選擇。在同一個(gè)FBP總線適配器（中性總線接口）上只需改變不同種類總線（總線類型）的FBP總線適配器，便可改變不同

6、的總線協(xié)議。例如Profibus或DeviceNet。而這種改變并不需用戶作任何特殊的設(shè)置，只需要更換為相應(yīng)的FBP總線適配器和在軟件中作一些簡單的配置，而控制系統(tǒng)對(duì)所連接電氣設(shè)備的通訊協(xié)議改變均是自動(dòng)識(shí)別。這為用戶在標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線間的變化帶來了便捷性。ABB公司的AC500系列PLC也可通過FBP適配器作為現(xiàn)場總線的從站運(yùn)行。   圖 3  3.2 簡化整個(gè)現(xiàn)場總線 FBP總線適配器可以簡單快速連接任何總線系統(tǒng)來簡化整個(gè)現(xiàn)場總線。ABB公司如今已能夠提供帶有一個(gè)具有總線無關(guān)性的接口插件，這就意味著供應(yīng)商今后不再需要根據(jù)不同目標(biāo)總線市場重新設(shè)計(jì)產(chǎn)

7、品。每種自動(dòng)化設(shè)備都可以通過相應(yīng)的總線插件連接到總線上，而一種總線協(xié)議對(duì)應(yīng)有一種總線插件。例如，要將一臺(tái)電機(jī)起動(dòng)器連接到DeviceNet總線上，就只需要將DeviceNet 總線插件與一般標(biāo)準(zhǔn)的電機(jī)起動(dòng)器連接即可。 這種現(xiàn)場總線插件能夠滿足所有的電子數(shù)據(jù)傳輸需要，它將所連接的總線上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化設(shè)備能夠識(shí)別的中立數(shù)據(jù)格式或反之。 ABB公司的電機(jī)控制器和電機(jī)起動(dòng)器都帶有一個(gè)總線無關(guān)性的FBP接口。所有安裝工程師只需要將已準(zhǔn)備好的對(duì)應(yīng)相應(yīng)總線接口的FBP連接線纜直接掛到現(xiàn)場總線上面。 FBP現(xiàn)場總線插頭可以完成一些特殊的開關(guān)和自動(dòng)化設(shè)備與過程控制器的連接。

8、插件的設(shè)計(jì)也非常簡單，一端是具有通用性質(zhì)的與總線種類無關(guān)的接口，另一端則是符合具體某一種總線標(biāo)準(zhǔn)的接口。緊湊型的接口里面帶有智能化的電子轉(zhuǎn)化裝置，可以將中立設(shè)備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為AS-i或者DeviceNet等總線能夠理解的語言形式。 4 FBP總線適配器應(yīng)用于智能電機(jī)控制器（UMC）中的硬件配置 為了更好地說明ABB FBP現(xiàn)場總線適配器在智能電機(jī)控制器中的靈活應(yīng)用，我們采用ABB公司的AC500系列可編程控制器及Profibus總線適配器進(jìn)行說明。 ABB FBP總線適配器在智能電機(jī)控制器中的應(yīng)用一:  圖4 FBP總線適配器在智能電機(jī)中的應(yīng)用&#

9、160;圖4中，自動(dòng)化控制管理單元(PLCs)采用ABB公司AC500系列PM581作為可編程控制器CPU，在CPU上帶有：LCD顯示屏、一組操作按鍵、一個(gè)SD卡的擴(kuò)展口和兩個(gè)集成的串行通訊口，CPU底板集成以太網(wǎng)接口，并保留CS31通訊接口，具有與AC31系列PLC兼容性好等特點(diǎn)。 FBP現(xiàn)場總線適配器：PDP22-FBP.xxx；相關(guān)電纜及附件：PDA11-FBP.xxx及PDR11-FBP.150終端電阻器。PLC通訊主站通過FBP總線適配器與帶中性接口的智能電機(jī)控制器UMC22、軟起動(dòng)器等現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行簡單而快速的連接,從而實(shí)現(xiàn)了從控制層到現(xiàn)場層的無縫連接。FBP總線適配器也廣

10、泛應(yīng)用于設(shè)備分布比較分散的場合，某些站點(diǎn)之間相距較遠(yuǎn)，尤其一些現(xiàn)場站點(diǎn)，相距離超過100米，因此所有網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率都設(shè)為一致，以確保通訊可靠。除了分布式I/O，斷路器和傳感器等站點(diǎn)位于生產(chǎn)現(xiàn)場外，智能電機(jī)控制器、變頻器的總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分布在馬達(dá)控制中心（IMCC）室，這就實(shí)現(xiàn)了對(duì)電動(dòng)機(jī)的集中控制，統(tǒng)一管理。 FBP總線適配器在智能電機(jī)控制器中的使用體會(huì)： (1) 現(xiàn)場總線可以節(jié)省大量費(fèi)用 從安裝階段來看，只通過一根通訊纜，就實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上名站點(diǎn)供電及通訊，相對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的控制方式，節(jié)省大量的電纜、橋架等，不但縮短了安裝時(shí)間，而且降低了安裝費(fèi)用。 從控制上

11、來看，利用網(wǎng)絡(luò)通訊及“軟”I/O方式，節(jié)約了I/O模塊，尤其是模擬量模塊。如對(duì)智能電機(jī)控制器UMC22或變頻器等工作站，啟動(dòng)/停止，啟動(dòng)方式，加速/減速等命令；電壓、電流、溫度、運(yùn)行時(shí)間等參數(shù)，都可從總線網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)現(xiàn)。 (2) 設(shè)備故障率大大降低，且診斷方便，排除迅速。 FBP系統(tǒng)由于僅用一條通訊電纜控制整個(gè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，使設(shè)備故障率大大降低。采用數(shù)據(jù)通訊方式來控制各站，不但極大減少了傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式的電纜數(shù)量，也使故障環(huán)節(jié)大大減少，系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。 通過FBP系統(tǒng)使電動(dòng)機(jī)的集中控制的形式十分有效，極大方便了設(shè)備故障的診斷。例如當(dāng)某臺(tái)智能電機(jī)控制器UMC22發(fā)生故

12、障時(shí)，不但可以從中控室看到報(bào)警信息，還可以從UMC22的操作面板上獲得報(bào)警信息，方便快捷。 工程實(shí)踐表明：總線中80%的故障問題出現(xiàn)在總線電纜本身,而FBP系統(tǒng)提供預(yù)安裝的帶有金屬接觸的電纜，使因?yàn)殡娎|的問題導(dǎo)致的故障可能性最小化。 (3) 系統(tǒng)監(jiān)控更加方便、智能化。 FBP系統(tǒng)使操作人員更加方便地隨時(shí)訪問現(xiàn)場站工作狀態(tài)及調(diào)整控制參數(shù)等。如電機(jī)電流、溫度等參數(shù)，以確保電機(jī)正常工作。 (4) 即插即用(P&P)的系統(tǒng)擴(kuò)展。 因FBP采用“手拉手”的連接方式，用戶可根據(jù)需要在任何環(huán)節(jié)擴(kuò)展插入所需的監(jiān)控對(duì)象。 ABB FBP總線適配

13、器在智能電機(jī)控制器中的應(yīng)用二:   圖 5 FBP及PDQ22在智能電機(jī)中的應(yīng)用  圖5中，F(xiàn)BP系統(tǒng)中采用集成Profibus協(xié)議的PDQ22裝置，Profibus和其它現(xiàn)場總線都采用標(biāo)準(zhǔn)RS485方式，每段限制32臺(tái)的主/從站數(shù)量,如果需要連接更多的設(shè)備則需要加中繼器。使用PDQ22可以每個(gè)連接4臺(tái)設(shè)備到Profibus DP總線，但是在總線中作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，可節(jié)省總線節(jié)點(diǎn)數(shù)量。具有以下特點(diǎn)： 在一個(gè)總線節(jié)點(diǎn)處可使用多達(dá)4個(gè)FBP適配器；可靠的系統(tǒng)理念：檢測設(shè)備故障，指示總線和設(shè)備狀態(tài)； 簡單的系統(tǒng)集成：自由訪問連接設(shè)備的參數(shù)、運(yùn)行

14、和診斷數(shù)據(jù)；集成維護(hù)管理。 5 ABB FBP總線適配器應(yīng)用于智能電機(jī)控制器中的軟件配置 在本系統(tǒng)中采用PS501編程軟件，它是以ABB Codesys V2.3編程軟件為開發(fā)環(huán)境，符合ICE61131-3的國際標(biāo)準(zhǔn)，可支持語句表(IL)、梯形圖（LD）、功能塊（FBD）、順序功能圖（SFC）、結(jié)構(gòu)文本（ST）、連續(xù)功能圖（CFC）六種編程語言?？赏瓿葾C500系統(tǒng)的全部設(shè)置，包括所有的現(xiàn)場總線和接口，而且還有全面的診斷功能、報(bào)警處理、集成可視化功能和開放的數(shù)據(jù)接口。   圖6 FBP總線適配器在PS501軟件中組態(tài)圖    圖7 UMC22監(jiān)控界面（PS501可視化功能） 6 結(jié)束語 由于FBP的概念并沒有再造出一種總線來，而是將現(xiàn)有的多種現(xiàn)場總線都利用起來，是