PowerFlex 520 系列适配器卡选择指南

对于工业运动和电机集成，交流和直流驱动器已成为首选的标准控制设备。从历史上看，驱动器通常通过低成本点接线安装回 PLC，但现代工业性能期望推动新系统和现有系统中的网络连接设备。将驱动器连接到通信网络使工程师能够远程实时访问其所有功能、数据和性能。Allen-Bradley PowerFlex 520 系列是著名的变频器系列，在美国和国外拥有极其庞大的安装基础，使其成为网络连接升级的完美选择。在本文中，我们将探讨 PowerFlex 520 交流变频器系列的通信选件卡及其功能。

PowerFlex 520 系列交流变频器概述

Allen-Bradley 的 PowerFlex 520 系列交流变频器涵盖三种型号，每种型号均针对特定应用和功能集进行设计。

• PowerFlex 523 交流变频器非常适合需要经济高效的电机控制的机器。 
• PowerFlex 525 交流变频器非常适合系统集成简单的机器，并提供标准功能，包括内置 EtherNet/IP 和安全性。 
• PowerFlex 527 交流变频器设计用于与 Allen-Bradley Logix 可编程自动化控制器 (PAC) 配合使用。PowerFlex 527 变频器非常适合能够从伺服和交流驱动器的相同驱动器配置体验中受益的机器，它具有内置双以太网端口，用于 EtherNet/IP 和网络上的安全通信。 

PowerFlex 520 系列中每个型号的通信选项均有所不同。该系列最初仅包含 523 和 525 型号，您仍然可以找到仅提及这两个版本的文档。523 专为非联网、独立应用而设计，而 525 则适用于可能还需要 SIL 2 安全性以及 Logix 控制集成的联网应用。后来，当 Allen-Bradley 开始推广其过程自动化控制 (PAC) 解决方案时，PowerFlex 527 作为预配置套件推出，配备双端口 EtherNet/IP、SIL 3 安全性和与 PAC 相匹配的伺服驱动器功能级应用程序。由于 527 是专门为 Logix PAC 和 EtherNet/IP 系统设计的，因此可用于 523 和 525 的旧通信适配器卡不需要或与 527 兼容。换句话说，我们将使用 PowerFlex 520 系列通信适配器卡。下面讨论的仅与 PowerFlex 523 和 525 型号变频器兼容。  

为了更好地说明上述兼容性限制，我们以表格形式按型号列出可用的选件卡。以下信息摘自 Allen-Bradley 的 PowerFlex 520 系列手册（出版号 #520-BR001D-EN-P，日期为 2015 年 7 月）中列出的规格。 

PowerFlex 520 系列适配器卡 

Allen-Bradley 为其 PowerFlex 520 系列变频器（也就是说，仅 523 和 525 型号）提供 (3) 个通信选件卡。这些卡如下：  

• 双端口 EtherNet/IP 通信适配器卡 (25-COMM-E2P) 
• DeviceNet 通信适配器卡 (25-COMM-D) 
• PROFIBUS 通讯适配卡 (25-COMM-P)

每个卡都可以安装到每个驱动器的模块化机箱中。这些卡使用设备串行接口 (DSI) 与驱动器进行通信，这需要通信卡和驱动器之间有一个接口适配器。这些卡可以在现场安装，无需卸载驱动器本身，并且可以在调试后进行本地或远程配置。接下来，让我们仔细看看每个适配器卡的特性和功能。 

双端口 EtherNet/IP 适配器卡  

首先是 Allen-Bradley PowerFlex 520 系列双端口 EtherNet/IP 适配器卡，部件号 25-COMM-E2P。 

在当今的大多数应用中，自动化设计人员更喜欢将所有驱动器“连接到网络”，以便他们可以直接控制、访问、配置、故障排除和监控每个驱动器。大多数部署都需要消息传递和实时数据采集，以及远程诊断和解决问题的能力，而无需亲自到现场的驱动器旁。由于这些原因，通常将双端口 EtherNet/IP 适配器卡添加到现有的非联网驱动器（本讨论中为 PowerFlex 523 型号）。 

如果驱动器已经具有单个 EtherNet 端口（PowerFlex 525 型号，再次用于本次讨论），则扩展到双端口 EtherNet/IP 适配器卡可为您的应用带来许多扩展拓扑和冗余优势。使用双端口，您可以实现设备级环网 (DLR) 功能，该功能创建一个环网，网络中的每台设备都有两个连接，这样，如果一台设备出现故障，其他设备可以继续正常运行。DLR 是由工业自动化标准组织 ODVA 开发的标准协议，旨在降低设备级实施的通信环网中托管交换机、布线和配置时间的复杂性。 

在这里，我们将列出双端口 EtherNet/IP 适配器卡用户手册（出版号：#820COM-UM003A-EN-E，日期为 2013 年 6 月）中概述的所有优点： 

• 工业以太网交换机以及 ENET1 和 ENET2 网络端口，为 EtherNet/IP 星形、线性或设备级环形 (DLR) 网络拓扑提供连接。 
• 用于在为驱动器通电之前设置网络节点地址的开关，或者您可以禁用这些开关并使用 BOOTP 服务器、动态主机配置协议 (DHCP) 服务器或适配器参数来配置 IP 地址。 
• 状态指示器报告适配器和网络通信的状态。 
• I/O 中参数配置的 16 位数据链路可满足应用要求（四个数据链路将数据从网络写入驱动器，四个数据链路将数据从驱动器读取到网络）。 
• 显式消息传递支持。 
• 主从层次结构可配置为向网络上的控制器传输数据或从网络上的控制器传输数据。 
• 多驱动器模式允许最多五个驱动器共享单个 EtherNet/IP 节点。 
• 用户定义的故障操作以确定适配器及其主机 PowerFlex 520 系列变频器如何响应： 
  • I/O 消息通信中断（Comm Flt Action） 
  • 控制器处于空闲模式（Idle Flt Action） 

DeviceNet 适配卡 

接下来是 Allen-Bradley PowerFlex 520 系列 DeviceNet 适配器卡，部件号 25-COMM-D。   

DeviceNet 最初由 Allen-Bradley 开发用于高级串行通信，目前由工业自动化标准组织 ODVA 在称为通用工业协议 (CIP) 的父框架下进行管理。DeviceNet 主要可以被视为一种布线简化解决方案，并且作为一种开源协议，它已被硬件、布线、仪器仪表和软件制造商广泛采用，以提供从 PLC 到现场设备级别的标准化生态系统。扁平或圆形四线 DeviceNet 布线可以作为干线沿着设备自由安装，然后使用设备适配器，可以断开各个分支连接，在单根电缆中为每个最多 64 个节点（设备）提供电源和信号电路。网络。这里的主要要点是，DeviceNet 无需将单独的电缆或电线电路从 PLC 拉出到每个设备 - DeviceNet 主干可以通过一次本垒打连接到多个设备。      

将 DeviceNet 连接引入 PowerFlex 520 系列变频器不仅可以显着减少上述接线，还可以通过 DeviceNet 网络进行远程配置。安装后，DeviceNet 适配器只需分配一个唯一的节点地址、设置一个数据速率，然后您就可以远程管理驱动器了。   

DeviceNet 适配器卡功能的完整列表如下，摘自该卡的用户手册，出版号#520COM-UM002A-EN-E，日期为 2013 年 4 月：   

• 安装到 PowerFlex 525 [和 523] 控制模块后盖上，以便安装到变频器中。它从驱动器和 DeviceNet 网络接收所需的电源。 
• 在为 PowerFlex 驱动器通电之前，用于设置节点地址和网络数据速率的开关。或者，您可以禁用开关并使用参数来配置这些功能。 
• 状态指示灯报告 DeviceNet 适配器和网络通信的状态。 
• I/O 中参数配置的 16 位数据链路可满足应用要求（四个数据链路将数据从网络写入驱动器，四个数据链路将数据从驱动器读取到网络）。 
• 显式消息传递和 UCMM（未连接消息管理器）支持。 
• 主从层次结构可配置为向网络上的控制器传输数据或从网络上的控制器传输数据。 
• 多驱动器模式允许最多五个驱动器共享单个 DeviceNet 地址节点。 
• 用户定义的故障操作以确定 DeviceNet 适配器及其主机 PowerFlex 525 变频器如何响应： 
  • I/O 消息通信中断（Comm Flt Action） 
  • 控制器处于空闲模式（Idle Flt Action） 
• 可以使用多种数据交换方法，包括轮询、循环和状态更改 (COS)，在网络和适配器之间传输数据。 
• 支持故障节点恢复。如果您有使用故障节点恢复的配置工具，并且正确设置了适配器节点地址开关和数据速率开关，则即使设备在网络上出现故障，您也可以对其进行配置。 

PROFIBUS 适配器卡

最后，让我们看一下 Allen-Bradley 的 PowerFlex 520 系列 PROFIBUS 适配器卡，部件号 25-COMM-P。 

PROFIBUS 是过程现场总线的缩写，是一种较旧的串行现场总线通信标准，它使用双绞线和光纤布线来互连工业过程现场设备。25-COMM-P 卡与 PROFIBUS DP 变体兼容，参考 20 世纪 90 年代初的分散式外设更新。如今，该协议主要面向传感器和执行器通信，但也可用于将其他设备（例如 PowerFlex 520 系列驱动器）添加到现有 PROFIBUS DP 网络。     

从 Allen-Bradley PowerFlex 520 系列 PROFIBUS 通信适配器用户手册（2013 年 11 月出版号 #520COM-UM004A-EN-E）中，我们找到了完整的功能列表：   

• 安装到 PowerFlex 520 系列变频器控制模块后盖上，以便安装到变频器中。 
• 在对 PowerFlex 驱动器通电之前切换以设置节点地址。或者，您可以禁用开关并使用参数来配置这些功能。 
• 与各种配置工具兼容以配置适配器和主机驱动器，包括以下内容： 
  • PowerFlex 520 系列变频器内置键盘 
  • PowerFlex 22-HIM-A3 或 22-HIM-C2S HIM（人机界面模块） 
• 状态指示器报告适配器和网络通信的状态。 
• I/O 中参数配置的 16 位数据链路可满足应用要求（四个数据链路用于写入数据，四个数据链路用于读取数据）。 
• 无环消息传递支持。 
• 主从层次结构可配置为向网络上的控制器传输数据或从网络上的控制器传输数据。 
• 多驱动器模式允许最多五个驱动器共享单个 PROFIBUS 节点。 
• 用户定义的故障操作，以确定适配器及其主机 PowerFlex 520 系列变频器如何响应以下情况： 
  • I/O 消息通信中断（Comm Flt Action） 
  • 控制器处于空闲模式（Idle Flt Action）