一种基于profinet通信的变频器控制系统的制作方法

本实用新型属于工业数据通信和变频器控制技术领域，具体涉及一种基于profinet通信的变频器控制系统。

背景技术：

随着电机在日常生活中的广泛应用和节能提倡，变频器应用越来越广泛。而变频器由于其特有的优点被广泛应用到各个工业现场。现在互联网技术得到进一步发展，在此基础上工业以太网技术也迅速发展起来，但工业以太网要比互联网在实时性等方面的要求更加严格。profinet通信是由profibus国际组织推出的新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。profinet通信自问世以来就得到了广泛的关注，能很好使用于工业中实时性要求高的各种场合，同时还可以借用现在以太网进行数据传输。变频器和profinet通信的结合是将更加符合现代工业的发展。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种基于profinet通信的变频器控制系统。变频器控制系统输入的是电压和电流信号，通过pwm(脉冲宽度调制)控制变频器的输出电压，同时该控制系统采用ertec200p芯片实现profinet通信。这样变频器就可以接入具有profinet通信接口的工业场合。

本实用新型提供的一种基于profinet通信的变频器控制系统，由整流主控制板scr、逆变主控制板vsr、触摸屏hmi和主控制器plc(programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器)四部分组成，整流主控制板和逆变控制板通过profinet通信连接主控制器plc，同时主控制器plc也通过profinet通信和连接触摸屏。

主控制器plc采用s1200或s1500控制器等具有profinet通信接口的控制器。主控制器plc通过profinet通信专用网线连接具有网口的触摸屏hmi、整流控制板scr和逆变控制板vsr，在主控制器plc中利用gsd(generalstationdescription)文件组态整流控制板scr和逆变控制板vsr，触摸屏hmi不需要组态；同时需要分别为整流控制板scr、逆变控制板vsr、触摸屏hmi和主控制器plc四者分配同网段内不同的ip地址。

整流控制和逆变控制是通过ti公司tms320f28335dsp芯片和ertec200p芯片作为主要控制芯片的控制板实现。其中dsp芯片完成信号采集、模拟量输入输出等基本功能，然后经过变频器和变频器负载的控制算法来控制变频器实现需要的功能。同时dsp芯片和ertec200p芯片之间通过spi(serialperipheralinterface--串行外设接口)通信协议传递必要的参数，由ertec200p芯片完成spi通信协议和profinet通信协议转换，从而可以和其他部分的控制进行profinet通信。

本实用新型相比于现有技术，其优点在于：

本实用新型可以保障数据传输的实时性，使变频器具有开放的profinet通信接口，可以集合到任何具有profinet通信总线的工业场合，必要时还可以和以太网进行数据传输。采用具有较好实时性和扩展性的profinet通信，使变频器的控制实时性得到保证。

附图说明

图1为本实用新型的基于profinet通信的变频控制系统组成示意图；

图2为整流控制和逆变控制原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供一种基于profinet通信的变频控制系统，如图1所示，所述的变频控制系统包括主控制器plc、整流控制板scr、逆变控制板vsr和触摸屏hmi，其中，主控制器plc通过profinet通信专用网线连接具有网口的触摸屏hmi、整流控制板scr和逆变控制板vsr。在主控制器plc中利用gsd文件组态整流控制板和逆变控制板；然后分别为整流控制板scr、逆变控制板vsr、触摸屏hmi和plc控制器分配ip地址，注意这四者必须要分配同网段内不同的ip地址。这样就组成了变频控制系统的profinet网络通信结构图。图1中scr和vsr之间虚线表示必要的时候可以进行profinet数据传输，具体地，scr和vsr之间需要快速的少量的数据通信时，可通过这个通道直接传输。

图1中的主控制器plc可采用s1200或s1500控制器等具有profinet接口的控制器。图1中的scr和vsr主控制板结构相同，如图2所示，都是采用了ti公司tms320f28335dsp芯片和ertec200p芯片作为主要控制芯片的实现。scr和vsr主控制板具有常规控制板的常规接口，例如模拟量输出ao和模拟量输入ai，完成电压电流等信号采集工作的ad接口，以及经过控制算法产生的pwm脉冲输出等的接口，从而来达到控制变频器的功率单元使其输出需要的电压。同时dsp芯片和ertec200p芯片通过spi通信协议传递必要的参数，如图2所示，dsp芯片上的spi接口与ertec200p芯片spi接口连接，由ertec200p芯片完成spi和profinet通信协议转换，从而可以和其他部分的控制进行profinet通信。

图1中触摸屏hmi采用支持profinet通信协议的触摸屏，选择具有网口接口的触摸屏信号，例如tcp1061hn。图2中，主控制板具有ai、ao、ad接口、pwm接口和采用rj45接口的profinet输出口p0，分别连接外部模拟量输入、模拟量输出、信号采集端、变频器的功率单元和主控制器plc。

本实用新型中采用具有较好实时性和扩展性的profinet通信，使变频器的控制实时性得到保证，同时可以和其他具有profinet网口的设备进行连接，必要时可以和以太网进行通信。

技术特征：

1.一种基于profinet通信的变频器控制系统，其特征在于：所述的控制系统由整流主控制板scr、逆变主控制板vsr、触摸屏hmi和主控制器plc组成，整流主控制板和逆变控制板通过profinet通信连接主控制器plc，同时主控制器plc也通过profinet通信连接触摸屏。

2.根据权利要求1所述的一种基于profinet通信的变频器控制系统，其特征在于：主控制器plc采用s1200或s1500控制器，具有profinet通信接口。

3.根据权利要求1所述的一种基于profinet通信的变频器控制系统，其特征在于：主控制器plc利用gsd文件组态整流控制板scr和逆变控制板vsr，触摸屏hmi不需要组态；整流控制板scr、逆变控制板vsr、触摸屏hmi和主控制器plc四者分配同网段内不同的ip地址。

4.根据权利要求1所述的一种基于profinet通信的变频器控制系统，其特征在于：整流控制板scr和逆变控制板vsr结构相同，都是采用了dsp芯片和ertec200p芯片作为主要控制芯片的实现；dsp芯片和ertec200p芯片通过spi通信协议连接，由ertec200p芯片完成spi和profinet通信协议转换。

技术总结
本实用新型公开了一种基于profinet通信的变频器控制系统，属于工业数据通信和变频器控制技术领域。本实用新型由整流主控制板SCR、逆变主控制板VSR、触摸屏HMI和主控制器PLC组成，整流控制和逆变控制是通过TMS320F28335DSP芯片和ERTEC200P芯片作为主要控制芯片的控制板实现，两芯片之间通过SPI通信协议传递必要的参数，由ERTEC200P芯片完成SPI通信协议和profinet通信协议转换，从而可以和其他部分的控制进行profinet通信。本实用新型可以保障数据传输的实时性，使变频器具有开放的profinet通信接口，可以集合到任何具有profinet通信总线的工业场合，必要时还可以和以太网进行数据传输。

技术研发人员：王盼;段巍;王成胜;李凡;兰志明;杨培;蒋珺
受保护的技术使用者：冶金自动化研究设计院;北京金自天正智能控制股份有限公司
技术研发日：2019.07.04
技术公布日：2020.05.19