磁悬浮列车牵引操控体系的首要特色是:依据直线同步电机运动原理,在考虑功率和功率需求下,选用定子区段办法的长定子一直线磁场电动机的大规模、杂乱、高实时性散布涣散式的电力拖动操控体系。为避免列车在一般两段定子段转化进程中呈现推力丢失的搅扰问题,设置两根平行于列车轨迹的定子绕组结构,使用区段转化办法能够处理LI]。在实践的磁悬浮列车运转操控体系下,建立依据PROFIBUS—DP现场总线网络的变频器长途操控体系,完结网络中主站与从站的数据交换及整个体系监控,关于研讨和模仿依据牵引供电体系电力投切逻辑次序,以及长定子换流办法的磁悬浮列车的牵引操控有重要意义。
1 模仿操控体系的PR0FIBUS—DP网络结构
1.1 具有变频器的PROFIBUS-DP总线操控特色PROFIBU DP是一种针对较杂乱设备的数字与模仿信号量传递的高速字节等级的设备总线通讯体系,一般以在RS485网络中的主站与从站之间周期数据交换方式运转。这种所分配的主站轮寻网络中对应的从站是确定性总线的拜访技能。其特色是:主站与从站之间的数据交换都是由主站设备建议的,从站无总线拜访权,且各从站具有相同的优先级。PROFIBUS—DP在多变频器体系中的使用有很大的优越性:1)各个目标可在不同的使用场合下,选用多种传输介质,以一条传输介质即可完结一切设备目标的互联;2)选用数字信号技能,下降信号搅扰,还可完结检错功用,然后极大地进步信号传输的可靠性和精度;3)变频器智能性和可靠性的进步,使其现场处理数据的功用增强,简化了设备之间的数据交换。这类现场总线的涣散性和变频器本身智能性的一致,使得整个操控体系的可靠性得到加强;4)变频器操控算法的完结由主站操控器完结,针对不同的使用,仅需从头规划操控软件,进步了体系的灵活性;5)开放型网络使得不同的变频器产品可挂接在同一网络中,一起完结操控。
1.2 模仿体系网络操控结构
磁悬浮列车体系首要由下列子体系构成:1)运转操控子体系,其完结列车安全监控,列车给定信息的生成和实践信息的搜集,并生成相应的运转操控指令发布给牵引操控子体系;2)牵引操控子体系,其接纳运转操控子体系所发布的信息和指令,来完结依据直线同步电机为根本操控目标的操控使命,并依据当时运转状况操控长定子的换流操控等;3)联络各子体系,功用、设备的通讯子体系。磁悬浮列车体系是一类结构涣散,功用分层的网络体系。为模仿长定子换流进程,将分红3层功用:上位机监控、现场操控器及现场各履行设备,它们经过两层网络来联络。
1.2.1 工业以太网 SIMATIC 操控体系经过CP343—1及上位PC机经过网络接口卡(NIC)衔接到工业以太网中。上位机(安全计算机、监控计算机)使用SIEMENS供给的以太网软件SOFTNET所供给的函数,嵌入Windows使用程序中完结与SIMATIC体系完结数据交换,以完结上位机的监督和安全操控功用。
1.2.2 PROFIBUS—DP现场总线网络
PROFBUS—DP是本体系骨干网络,网络拓扑结构为线性总线型。体系选用CPU315—2DP作为PROFIBUS一DP网络中现场主操控器,一起在主槽中经过背板衔接数字I/O显现体系本身的网络通讯、程序操控运转状况。体系长途I/O从站选用ET200M 散布式I/O体系,经过此I/O体系模仿电力开关站投切逻辑关系和长途监控[2]。体系操控目标选用了CT公司具有PROFIBUS—DP 网络接口的UD73可选模块的变频器。一起,此模块具有RS485/232串行通讯接口和针对变频驱动器软件操控的操作体系,相应的驱动器编程言语DPL,可完结变频器部分自我操控。为完结各个软件层(PRCIFIBUS-DP中主站的STEP 7操控程序,CT变频器组部分操控DPL程序)中程序运转的变量值、状况的可视化及便于进行相应程序调试,将主站经过MPI接口与程序监控机,变频器经过UD73供给的串口与变频器监控机。
3 PROFIBUS—DP 网络中通讯与监控的完结
依据体系的硬件及通讯要求,由STEP 7软件进行硬件和网络组态。依据硬件组态分配的从站PROFIBUS-DP地址和中心插槽I/O地址完结操控与通讯。
3.1 模仿体系各I/O界说
依据体系要求的功用和组态进程中界说的I/O地址,对两类I/O功用界说做如下简述:
1)ET200M 构成的涣散型I/O 体系完结变频I/O操控。首要的I/O 功用:制止运转、正常运转预备、发动、康复上一时间的速度值、康复初始速度、加快、减速等输入操控;运转毛病、运转预备(悬浮预备好)、正常运转、网络设备状况、电力供应状况等输出操控与监督。其间关于多点一起有信号情况下,在软件中依据模仿体系要求完结各操控输入优先级。
2)中心插槽中的I/O 监督端口界说:操控器本身状况(可完结操控功用否);以太网运转正常;PROFIBUS—DP运转正常等输出监督。
3.2 主站与变频器数据交换
变频器可选模块UD73供给用于完结网络操控的数据通道,表1关于它们的数据通道及映射参数意义进行了描绘。经过设定UD73模块中的参数#20。05(设置变频器的PROFIBUS-DP地址参数)为组态中所分配的地址,完结与主站衔接。
因为使用MOVE指令来拜访I/O或进程镜像输入输出表时仅能一次读出不多于4个字节的接连数据 ,为确保通讯数据的接连性(这种接连性完结数据作为一个全体接连发送而不被中止,以避免因为中止而带来操控上的或许严重后果),一般主站与从站进行数据交换进程中以接连的8个字节进行其间的数据交换。这样就需要使用SFC14(DPRD—DAT)和SFC15(DPWR—DAT)来完结,下面为实践使用程序中使用这两个体系功用的实例。