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通过Profibus DP总线实现S7-300/400与SINAMICS S120 通讯

供稿:中国工控网 2017/10/10 14:37:11

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  • 关键词: Profibus DP S7-300/400 SINAMICS S120
  • 摘要:本文介绍了通过PROFIBUS DP总线实现S7-300/400与SINAMICS S120 通讯的硬件组态及编程方法。

一、PROFIBUS DP总线通讯功能概述

  S7-300/400与SINAMICS S120 之间通过DP总线可进行周期性及非周期性数据通讯。使用标准S7功能块SFC14/SFC15,S7-300/400PLC通过PROFIBUS周期性通讯方式可将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器;使用标准S7功能块SFC58 / SFC59,可以实现非周期性数据交换,读取或写入驱动器的参数。

二、S7-300/400与S120装置的连接

三、驱动器站地址设置

1. 驱动装置的PROFIBUS通讯地址设置有两种方法:

(1) 通过CU控制单元上的拨码开关实现地址设置,有效地址值为:1…126,本例中地址设置见下图。

注意:通过拨码开关改变地址时应断掉变频器电源

(2) 在拨码开关全部拨到OFF或ON状态时可以利用参数P918设置地址,否则P918参数中设置的地址是无效的。

驱动装置的PROFIBUS 通讯波特率默认为:1.5Mbps

2. 在S7-300/400的硬件组态中设定的驱动装置站地址应与驱动装置的站地址一致。

图.1

四、通讯报文设置

对于不同的驱动装置只有特定的报文结构能被选用,详细描述请参考:SINAMICS_S120_Commissioning_Manual。表1为常用报文。

表1.

报文格式999为用户自定义报文,当用户选择此报文格式时,电机的起、停控制位等需自己做关联。此时必须将PLC控制请求置1(P854=1)。

注意:用户可在S7-300/400硬件配置时根据需要配置报文结构,配置结束后进行编译保存;之后打开Starter,核对报文结构是否一致,若不一致需在Starter中打开“configuration”做调整后点击“Transfer to HW config”按钮。

图.2

AC/AC 驱动装置报文设定

DC/AC 驱动装置报文设定

五、用DP总线对电机起、停及速度控制

  S7-300/400PLC通过PROFIBUS周期性通讯方式将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器。

(1) 控制字中Bit0做电机的起、停控制。

(2) 主设定值为速度设定值,频率设定值和实际值要经过标准化,使得4000H(十六进制)对应于100%,发送的最高频率(最大值)为7FFFH(200%)。可以在P2000中修改参考频率(缺省值为50Hz)。

(3) 当组态的报文结构 PZD=2或自由报文999时,在S7-300/400 中可用“MOVE” 指令进行数据传送;当组态的报文结构  PZD〉2,在S7-300/400 中需调用SFC14和SFC15系统功能块。
SFC14(“DPRD_DAT”)用于读Profibus 从站的过程数据
SFC15(“DPWR_DAT”)用于将过程数据写入Profibus 从站

例子:SERVO_02 ”控制字、主设定值的发送及状态字、实际频率的读取程序

(1) 控制驱动器运行:
通过先发送控制字(STW1)047E然后发送047F来启动驱动器,该数据控制字在DB10.DBW8(见图4)中指定,主设定值在DB10.DBD10中设定,运行信号为M1.0。这些值均通过变量表VAT_2设定及监控。控制程序见图3。
(2)停止驱动器:
应发送控制字047E至驱动器。

(3)读取驱动器状态字及频率实际值:
 PLC接收状态字1(ZSW1),存放在DB10.DBW0中;接收驱动器传来的频率实际值,存放在DB10.DBD2中。

图3. 控制程序

图4. DB10

六、驱动器参数的读取及写入

1.扩展PROFIBUS DP功能(DPV1)

非周期性数据传送模式允许:

交换大量的用户数据(最多240 bytes)

用DPV1的功能 READ 和 WRITE可以实现非周期性数据交换。传输数据块的内容应遵照 PROFIdrive参数通道(DPV1)数据集DS47(非周期参数通道结构)。

2. 参数请求及参数应答的结构

参数请求包括三部分:请求标题、参数地址及参数值。

表2.参数请求格式

表3.参数应答格式

表4.参数请求及应答描述

表5.在DPV1参数应答中的错误值描述

3. S7-300/400PLC通过PROFIBUS非周期性通讯方式读取驱动器参数。

请注意:PLC读取驱动器参数时必须使用两个功能块SFC58 / SFC59 (程序参见图5)

举例如下:

(1) 使用标志位M10.0及功能SFC58块将写请求(数据集RECORD DB1) (图6)发送至驱动器 。   
 将M10.0设定为数值1启动写请求,当写请求完成后必须将该请求置0,结束该请求。MW108 (RET_VAL)显示错误代码,用于表示功能处理时发生的错误。有关错误的描述参见“系统功能/功能块帮助”。
(2) 之后,使用标志位M10.1及功能SFC59块将读请求发送至驱动器,驱动器返回参数值响应(响应块DB2)  (参见图7) 。  
将M10.1设定为数值1启动读请求,当读请求完成后必须将该请求置0,结束该请求。MW110 (RET_VAL) 显示包括错误代码。
用于表示功能处理时发生的错误。有关错误的描述参见“系统功能/功能块帮助”。

图5. 读取驱动器参数程序

图6. “写”请求数据块DB1

图7. 驱动器返回参数值数据块DB2

4. S7-300/400PLC通过PROFIBUS非周期性通讯方式写入驱动器参数P1217。

举例如下:

PLC写参数时只需使用SFC58,在本项目的Network 3中发送写请求DB1 (参见图9) 到驱动器; PLC读“写参数”响应时需使用SFC59,在本项目中读取驱动器返回的参数值数据块为DB2 (参见图10) 。程序参见图8。

(1) 将M10.0设定为数值1启动写请求,当写请求完成后必须将该请求置0,结束该请求。MW108 (RET_VAL)显示错误代码,用于表示功能处理时发生的错误。有关所有错误的描述参见“系统功能/功能块帮助” 。 
(2) 将M10.1设定为数值1启动读请求,当读请求完成后必须将该请求置0,结束该请求。MW110 (RET_VAL) 显示包括错误代码。
用于表示功能处理时发生的错误。有关错误的描述参见“系统功能/功能块帮助”。

 

图8.写入驱动器参数程序

图9.写请求DB1

图10.驱动器返回的数据块DB2

审核编辑(王静)
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