AB控制器与D445通讯性能测试研究

杨传将，徐扬帆，刘红兵

（武汉船用电力推进装置研究所，武汉 430064）



AB控制器与D445通讯性能测试研究

杨传将，徐扬帆，刘红兵

（武汉船用电力推进装置研究所，武汉 430064）

摘 要：AB的控制器与西门子的传动系统采用Profibus_DP网络进行系统集成时，必须采用第三方设备进行通信连接，本文讲述了在实现系统通信功能的情况下，采用不同的第三方模块、不同的参数设置时系统通讯性能测试结果。

0 引言

系统集成项目中存在各种供应商的各种产品，其中在变频传动装置中西门子的产品占据了大多数，在PLC控制器中则存在西门子、施耐德、AB众多产品，在老项目的升级改造中会碰到AB 的PLC需要跟西门子的变频传动装置进行通信的情况。AB公司的Control Logix系列控制器通讯一般采用Control NET或 以太网进行网络通讯，西门子传动系统中一般采用经典Profibus-DP网络通讯，两套系统分别有各自的通讯协议，必须采用第三方通讯模块进行连接。本文测试的系统中的传动装置采用D445控制器进行控制，同时负责与AB的控制器进行通讯，第三方通讯模块采用Prosoft公司生产的MVI56‐ PDPMV1模块，实现AB控制器与D445控制器之间的Profibus通讯功能。

1 通讯时间测试

传动控制系统不仅要实现系统的正常通讯功能，还要保证系统运行的实时性、可靠性。因此为了测试系统通讯性能，分别按以下情况进行了系统通讯测试。

1.1单个模块通讯性能测试

系统中挂载一个第三方通讯模块进行通讯，编辑程序测试通讯时间与数据丢失情况。

D445中设置程序，实现将MVI56-PDPMV1模块发送出去的原数据直接传送回来。假设通讯N个数据，控制器中编写程序，先输出至MVI56-PDPMV1模块的第N个输出字节数值1，待MVI56-PDPMV1模块的第N个输入字节返回1时，将数值加1再次输出至MVI56-PDPMV1模块的第N个输出字节，直至输入数值增加至100，此时D445与MVI56-PDPMV1模块共实现通讯100次，记录计时器的总通讯时间。在通讯过程中发现， MVI56-PDPMV1模块的第N个输入字节中数值存在异变为0，然后又恢复成原通讯数据的情况，似乎在等待下一个数值传送过来期间原数据丢失了一段时间，程序将此类情况（程序中认为输出数据跟输入数据差值大于1的情况）认为数据丢失，并记录下丢失的次数和时间。

首先，测试一个MVI56‐ PDPMV1模块挂载一个D445控制器的性能，通讯240个字节数据。测试时采用四个模块进行测试，其中最差的一个模块测试结果记录如表1所示。

表1 模块与单个D445通讯测试结果

接着，测试一个MVI56‐ PDPMV1模块与两个D445控制器进行通讯，两个D445都是DP从站，与每个D445控制器通讯120个字节。同样采用四个模块进行测试，其中最差的一个模块测试结果记录如表2所示。

1.2多个模块通讯一致性测试

系统中挂载多个第三方通讯模块，测试系统网络通信性能是否一致。

系统测试时选用了四个MVI56‐PDPMV1模块，并且安装在AB控制器四个不同的IO子站下，每个MVI56‐ PDPMV1模块挂两个D445模块，各通讯50个字节数据。在控制器中编程，同时向八个D445模块发送数据，记录返回数据的时间，测试结果如表3所示。

表2 模块与两个D445通讯测试结果

表3 八个D445通讯时间

2 优化处理及其改进方法

由以上测试结果看出，目前AB控制器虽然实现了与西门子变频器之间的DP通讯，但存在很多问题。不仅通讯数据慢，而且四个通讯模块的通讯时间不一致，存在很大的时间差，并且存在通讯数据丢失的情况，严重影响了系统的性能。鉴于该情况，系统设计人员经过多次研究采取了如下措施进行了改进：

1）优化传动控制站Control Net总线网络性能。由于第三方通讯模块是连接在系统Control Net总线网的远程IO上，所以该网络的通讯性能直接影响系统与变频器之间通讯性能。对Control Net总线网进行了如下改进：控制网的网络更新时间（NUT）改为4 ms；最大计划性地址（Max Schedule Address）改为25；最大非计划性地址（Max Unschedule Address）改为26；网络冗余模式选为A/B；加入的中继器（1786-RPFM）和中继设配器（1786-RPA）数据均改为4。

系统I/O配置也进行优化：对1734-ACNR模块的通讯模式由“机架优化”方式改为“none”；所有模拟量模块所在机架的1756-CNBR模块的通讯模式由“机架优化”方式改为“none”；将所有1756-OF8模块的RPI时间由12ms调整为20ms。

2）采用wood head公司的SST模块替换MVI56‐ PDPMV1模块。SST模块与Prosoft模块功能类似，都是将Controlnet协议转化为Profibus DP协议。在多次修改参数并测试MVI56‐PDPMV1模块后，通讯结果仍不太理想，所以最终选择了wood head公司的SST模块来替换MVI56‐ PDPMV1模块。

3 改进后的通讯性能

为了检测优化后系统通讯性能，利用同一个通讯程序再次对系统通讯性能进行测试。

3.1单个模块通讯性能测试

四个SST模块分别与一个D445控制器通信100 个Word数据（每个西门子D445控制器输入输出均为50个Word数据），测试连续100次数据的往返时间进行比对。四个SST模块中最差的模块与D445的100次通讯时间连续10次测试数据如表4所示。

3.2通讯一致性

SST模块与D445控制器通信100个Word数据（每个D445控制器输入输出均为50 个Word数据），用其中一个字检测各个点返回数据的时间，并进行比对。四个点的SST模块同D445的单次通讯时间连续10次测试结果，测试数据如表5（时间单位为ms）所示。

表4 改进后通讯时间测试

4 结束语

经过改进并最终测试后，系统网络通讯性能的测试结果是：四个远程IO机架上的通讯模块100次往返通讯时间是5.1～5.3 s ，并且四个模块的平均单次通讯时间差为0.84～1.84 ms； 八套变频装置同时通讯时往返通讯时间为41～62 ms之间，之间最大时间差为21 ms。由此可见，目前状态下系统通讯速度较之前已经有很大提高，且没有发生数据丢包的现象，系统通讯的稳定性和性能得到了很大提高。

表5 改进后通讯一致性测试

参考文献：

[1]Prosoft.MVI56_PDPMV1 操作指南,2009.

[2]罗克韦尔自动化.Control Logix控制器设计指南,2009.

[3]woodhead公司.SST-PB3-CLX User Reference Guide,2012.

Communication Performance of AB Controller with D445

Yang Chuanjiang,Xu Yangfan,Liu Hongbing
(Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion,Wuhan 430064,China)

Abstract:When AB controller and SIEMENS drive system are integrated by use of Profibus_DP network,the third party equipment for the communication has to be used.Test results of communication performance are introduced in different third party module and different parameter settings.

Keywords:AB controller; SIEMENS drive system; communication performance

作者简介：杨传将（1984-），男，工程师。研究方向：电气自动化、电气传动系统。

收稿日期：2015-09-17

中图分类号：TP273

文献标识码：A 1003-4862(2016) 02-0035-03

关键字：AB控制器 SIEMENS传动系统 通讯性能