一、项目先容
1、行业背景：
目前海内塑料机器企业加大了对新兴市场的开拓，国际有名度进一步扩大，市场竞争力也进一步提高，这台设备便是出口到非洲国家，并且后续仍旧会有大批量来自国外的订单。
2、工艺先容：
收卷机的前道为挤出机放卷，挤出机出料由收卷机的240个异步电机完成。240个异步电机都是由V20掌握，前道挤出与后道收卷的通讯由S7-200SMART完成，收卷的工艺紧张在V20内部实现。
3、工艺难点：
① S7-200SMART与240V20的通讯；
② LUA脚本的运用；
③ V20自由功能块的搭建。
二、掌握系统构成
1、系统构造网络图：
2、选型依据及理论打算：
共240个V20 ，所有V20的初速率都是通过主CPU给定，以是CPU须要同时与所有的V20进行通讯。V20支持USS和Modbus通讯，一个CPU通过串行链路最多可以连接31个变频器，以是首先打消USS的可能性。
Modbus通讯有两种模式，单播模式下，支持1到247个站，通过轮询的办法主站发起通讯，从站应答。另一种是广播模式，此模式下主站寻址所有从站，从站不做应答。
针对此运用，单播模式利用轮询的办法240个站情形下，轮询一次韶光较长（200个从站，每个站的读取完毕的均匀韶光按20ms打算，那么轮询一遍，假设每个站通讯都正常的周期也有 20200=4000ms，而实际运用中从站读写的周期恐怕都比20ms大很多）不符合掌握逻辑需求，会导致位置在前的站先运行。
采取广播模式情形下（1个字符在RTU模式下因此8位二进制形式传输的，故10个字符韶光便是108个bit传输的韶光，波特率为9600baud，即9600bit/s，那么1bit所需的传输韶光便是1/9600秒，这样10个字符韶光=1081/9600秒=0.0083S），即担保站数量的可扩展性，也担保同步性。其余V20也支持LUA脚本，P值可以实时修正。内部也支持自由功能块，可以搭建须要的逻辑。对付CPU只要支持Modbus通讯，以是选择了200SMART就可以知足客户哀求，并且配套SmartLineV3触摸屏作为显示及操作。
三、功能实现
1、V20初速率给定：
由于利用的是广播模式，以是站号必须为0。
写入速率之前必须要首先写掌握字，在对应的寄存器内写047E。写入完成后再实行一次Modbus_MSG，再40101内写入主频率。
2. V20内部自由功能块的搭建
由于客户哀求CPU只实现初速率的给定及报警的一些基本功能的实现，紧张功能都要在V20内实现。以是V20必须实现如下功能：
① . 初速率给定后如果摆杆不提升，也便是空载状态下，运行5-10S后自动停机；
② . 须要利用V20内部PID实现收卷；
③ . 断线停机及摆杆提升过高一定韶光须要自动停机；
须要针对设备工艺需求单独搭建功能图
3. LUA脚本的运用
Lua 是一种轻量小巧的脚本措辞，用标准C措辞编写并以源代码形式开放， 其设计目的是为了嵌入运用程序中，从而为运用程序供应灵巧的扩展和定制功能。
编程环境SciTE：
SciTE（Scintilla Text Editor）是一个体积小巧的文本编辑器,支持浩瀚的编程措辞的语法高亮显示，比如C、C++、Lua、PHP、C#、perl、html、css、java、ruby等等。免费而且开源。支持linux和windows环境。在windows下面只须要将下载的文件解压缩就能利用。
如果须要利用脚本功能，必须确保Firmware是V3.94及以上，然后必须通过参数下载器，并且配备SD卡。
必备文件：
• autorun.lua
• utils.lua
• SSTAGE2.bin
Lua脚本文件导入V20过程：
• 在SD卡根目录下新建一个名为romfs的文件夹，将脚本文件“autorun.lua”, “utils.lua” 放入文件夹。
• 把“SSTAGE2.bin” 文件拷贝到SD卡根目录下。
• 将SD卡放入参数下载器，参数下载器插入变频器。
• 变频器上电，脚本文件成功导入变频器后，会提示“reboot”，V20变频器须要断电重新上电。
• 设置参数P4002=1即完成了脚本的导入
脚本紧张实现P值的实时变动，根据线速率的变革，对P值进行比例打算。
四、掌握难点
1. 性能指标。
节拍：300m/min。
2. 掌握关键点及难点
①在脚本内通过卷径运算，实时变动P值，实现PID的精确掌握；
②V20搭建功能块，实现PID的参与与出错报警；
③PLC与变频器通讯实现。
3. 关键及难点部分的调试过程描述
（1）变频器与PLC通讯失落败
采纳手段：
检讨PLC通讯程序，确保程序没有问题；用抓包软件查看报文，创造PLC发出的报文不存在问题；检讨硬件，单独把PLC连接1台V20，并且采取调换AB相的办法，也便是PLC的A接到变频器的B，PLC的B接到变频器的A，便可以正常发送数据到V20，后查询资料，SMARTPLC是A- B+,以是对应到变频器端A+ B-之后必须A对应B，B对应A。（2）变频器与PLC正常通讯，但无法吸收到精确的频率
采纳手段：
首先检讨通讯程序及地址，创造地址没有问题。后思考是否须要先发送掌握字使能，查找对应掌握字地址，也便是40100发047E，40101发频率，40101为4000H定标，也便是0-50HZ对应0-16384，进行换算后变频器可以收到PLC发送的精确频率。
（3）变频器F72报警
采纳手段：
首先查看F72报警内容：USS/MODBUS 设定值故障，变频器在规定的韶光内 P2014（USS /MODBUS 报文间断韶光），报文间断期间无来自 USS/MODBUS 的设定值。
针对报警内容，对如下几项进行判断：
（1）、主站涌现非常
检讨 USS/MODBUS 主站状态检讨掌握字，掌握字的第 10位必须为 1，检讨没有问题（2）. 硬件问题
检讨 USS/MODBUS 通讯电缆断线或通讯电缆插头，创造并未涌现松动（3）、滋扰问题
检讨 USS/MODBUS 主站、变频器是否精确可靠接地，变频器与电机之间连接电缆最好利用 4 芯电缆 3 相+PE 线，并利用 PE 线将变频器和电机进行接地连接；检讨 USS/MODBUS 通讯电缆屏蔽层是否可靠接地，USS/MODBUS 电缆屏蔽层应精确压接到 USS/MODBUS 插头的屏蔽夹；检讨 USS/MODBUS 电缆是否与动力电缆走在同一桥架或走线槽中，USS/MODBUS 电缆应与动力电缆保持一定间隔，如果平行布线间距最好大于 20cm；检讨终端电阻；以上多项都检讨全部排出后，否认硬件涌现问题，末了通过查询V20干系资料，变动参数P2014(报文间断韶光)为0，不会再次涌现F72报警。
五、掌握效果
通过内部功能块实现PID功能及脚本实时变动P值，不会导致卷径的变革使摆杆高下浮动很大，实现了收卷过程中摆杆高下浮动更小，达到收卷更加稳定的效果，并且提升了线速率。
六、运用体会
V20虽然是定位入门级的变频器，但是其功能非常强大，既可以通过LUA脚本实现大略的编程功能，也可以通过自由功能块搭建逻辑运用于大略的机型。
七、不惧竞争
客户之前利用国产变频器及触摸屏，没有CPU的情形下，实现对整机的掌握，总体本钱不比西门子低，并且实际运行性能不如西门子方案。针对如上所述，西门子会不断对程序及脚本进行标准化，简化调试过程。
