G120 變頻器技術(shù)及應(yīng)用 課件 第5章 5.1PROFINET網(wǎng)絡(luò)通信-5.6 案例10 基于USS通信的傳輸鏈運(yùn)行控制

5.1PROFINET網(wǎng)絡(luò)通信講授內(nèi)容5.1.1PROFINET通信簡(jiǎn)介5.1.2SINAMICS通信報(bào)文5.1.3HMI與G120的直接通信5.1.4S7-1200PLC與G120變頻器的PROFINET通信S7-200SMARTPLC與G120變頻器的PROFINET通信5.1.55.1.1PROFINET通信簡(jiǎn)介1、PROFIdrive行規(guī)PROFIdrive是基于PROFIBUS和PROFINET通信的應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)與自動(dòng)化控制應(yīng)用的一種協(xié)議框架，也稱作“行規(guī)”，PROFIdrive使用戶更快捷、方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的控制，以及實(shí)現(xiàn)不同廠商產(chǎn)品的方便替換。PROFIdrive主要由以下三個(gè)部分組成。1）控制器（Controller），包括一類PROFIBUS主站與PROFINETI/O控制器。2）監(jiān)控器（Supervisor），包括二類PROFIBUS主站與PROFINETI/O管理器。3）執(zhí)行器（DriveUnit），包括PROFIBUS從站與PROFINETI/O裝置。PROFIdrive定義了基于PROFIBUS與PROFINET的驅(qū)動(dòng)功能，如下所示：1）周期數(shù)據(jù)交換。2）非周期數(shù)據(jù)交換。3）報(bào)警機(jī)制。4）時(shí)鐘同步操作。5.1.1PROFINET通信簡(jiǎn)介2、周期性通信周期性通信使用確定長(zhǎng)度的IO數(shù)據(jù)（控制器組態(tài)時(shí)確定IO數(shù)據(jù)長(zhǎng)度）在保留的總線周期內(nèi)進(jìn)行傳輸。通過(guò)周期性通信，有嚴(yán)格時(shí)間要求的IO數(shù)據(jù)在控制器和設(shè)備之間或者設(shè)備間交換，這些典型數(shù)據(jù)包含設(shè)定值和實(shí)際值、控制信息和狀態(tài)信息等。周期性通信提供三種功能：1）過(guò)程通信—PZD通道：使用該通道可以控制變頻器的起停、調(diào)速、讀取實(shí)際值、讀取狀態(tài)信息等功能，PZD通道的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度由上位控制器組態(tài)的報(bào)文類型決定。2）參數(shù)訪問(wèn)—PKW通道：使用該通道主站可以讀寫(xiě)SINAMISCG120變頻器參數(shù)，每次只能讀或?qū)懸粋€(gè)參數(shù)，PKW通道的長(zhǎng)度固定為4個(gè)字。3）從站之間直接數(shù)據(jù)交換：也只Slave-to-Slave通信或直接數(shù)據(jù)交換Directdateexchange（DX通信）?？梢栽谥髡静恢苯訁⑴c的情況下，在變頻器之間進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)交換，如將一臺(tái)變頻器的實(shí)際值指定為其他變頻器的設(shè)定值。注意：只有PROFIBUS通信具有該功能。5.1.2SINAMICS通信報(bào)文1、SINAMICS通信標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文SINAMICSG120系列變頻器定義了多種報(bào)文類型供客戶使用，其中標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文如下表。報(bào)文名稱描述應(yīng)用范圍標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文116位轉(zhuǎn)速設(shè)定值基本速度控制標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文232位轉(zhuǎn)速設(shè)定值基本速度控制標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文332位轉(zhuǎn)速設(shè)定值，1個(gè)位置編碼器支持等時(shí)模式的速度或位置控制標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文432位轉(zhuǎn)速設(shè)定值，2個(gè)位置編碼器支持等時(shí)模式的速度或位置控制，雙編碼器標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文532位轉(zhuǎn)速設(shè)定值，1個(gè)位置編碼器和DSC支持等時(shí)模式的位置控制標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文632位轉(zhuǎn)速設(shè)定值，2個(gè)位置編碼器和DSC支持等時(shí)模式的速度或位置控制，雙編碼器標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文7基本定位器功能僅有程序塊選擇（EPOS）標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文9直接給定的基本定位器功能簡(jiǎn)化功能的EPOS報(bào)文（減少使用）標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文2016位轉(zhuǎn)速設(shè)定值，狀態(tài)信息和附加信息符號(hào)VIK-NAMUR標(biāo)準(zhǔn)定義VIK-NAMUR標(biāo)準(zhǔn)定義標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文811個(gè)編碼器通道編碼器報(bào)文標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文821個(gè)編碼器通道+16位轉(zhuǎn)速設(shè)定值擴(kuò)展編碼器報(bào)文標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文831個(gè)編碼器通道+32位轉(zhuǎn)速設(shè)定值擴(kuò)展編碼器報(bào)文5.1.2SINAMICS通信報(bào)文2、SINAMICS通信標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)常用的標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文結(jié)構(gòu)如下表。報(bào)文類型p0922PZD1PZD2PZD3PZD4PZD5PZD6PZD7PZD8PZD91PZD-2/216位轉(zhuǎn)速設(shè)定值STW1NSOLL→把報(bào)文發(fā)送到總線上ZSW1NIST←接收來(lái)自總線上的報(bào)文2PZD-3/332位轉(zhuǎn)速設(shè)定值STW1NSOLLSTW2

ZSW1NISTZSW2

3PZD-4/632位轉(zhuǎn)速設(shè)定值，1個(gè)位置編碼器STW1NSOLLSTW2G1_STW

ZSW1NISTZSW2G1_ZSWG1_XIST1G1_XIST25PZD-6/632位轉(zhuǎn)速設(shè)定值，1個(gè)位置編碼器和DSCSTW1NSOLLSTW2G1_STWXERRKPCZSW1NISTZSW2G1_ZSWG1_XIST1G1_XIST2STW1：控制字1STW2：控制字2G1_STW：編碼器控制器NSOLL：速度設(shè)定值ZSW1：狀態(tài)字1G1_ZSW：編碼器狀態(tài)字ZSW2：狀態(tài)字2XERR：位置差G1_XIST1：編碼器實(shí)際值1NIST：實(shí)際速度KPC：位置閉環(huán)增益G1_XIST2：編碼器實(shí)際值25.1.2SINAMICS通信報(bào)文標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文適用于SINAMICS、MICROMASTER和、SIMODRIVE611系列變頻器的速度控制。標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文只有2個(gè)字，寫(xiě)報(bào)文時(shí)，第一個(gè)字是控制字（STW1），第二個(gè)字是主設(shè)定值；該報(bào)文時(shí)，第一個(gè)字是狀態(tài)字（ZSW1），第二個(gè)字是主監(jiān)控值。1、控制字當(dāng)參數(shù)p2038等于0時(shí)，STW1的內(nèi)容符合SINAMICS和MICROMASTER系列變頻器，當(dāng)參數(shù)p2038等于1時(shí)，STW1的內(nèi)容符合SIMODRIVE611系列變頻器的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)參數(shù)p2038等于0時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文的控制字（STW1）的各位含義如下表。下表對(duì)于用戶非常重要，直接關(guān)系到變頻器能否正常起停與運(yùn)行，控制字的第0位STW1.0與起停參數(shù)p0840相關(guān)聯(lián)，且為上升沿有效，請(qǐng)讀者注意。當(dāng)控制字STW1由16#047E變?yōu)?6#047F（上升沿信號(hào)）時(shí)，向變頻器發(fā)出正轉(zhuǎn)啟動(dòng)信號(hào)；當(dāng)控制字STW1由16#047E變?yōu)?6#0C7F（上升沿信號(hào)）時(shí)，向變頻器發(fā)出反轉(zhuǎn)啟動(dòng)信號(hào)；當(dāng)控制字STW1變?yōu)?6#047E時(shí)，向變頻器發(fā)出停止信號(hào)。5.1.2SINAMICS通信報(bào)文控制字位含義關(guān)聯(lián)參數(shù)說(shuō)明STW1.0上升沿：ON（使能）0：OFF1（停機(jī)）p0840[0]=r2090.0設(shè)置指令“ON/OFF（OFF1）”的信號(hào)STW1.10：OFF21：NOOFF2p0844[0]=r2090.1緩慢停機(jī)/無(wú)緩慢停機(jī)STW1.20：OFF3（快速停機(jī)）1：NOOFF3（無(wú)快速停機(jī)）p0848[0]=r2090.2快速停機(jī)/無(wú)快速停機(jī)STW1.30：禁止運(yùn)行1：使能運(yùn)行p0852[0]=r2090.3使能運(yùn)行/禁止運(yùn)行STW1.40：禁止斜坡函數(shù)發(fā)生器1：使能斜坡函數(shù)發(fā)生器p1140[0]=r2090.4使能斜坡函數(shù)發(fā)生器/禁止斜坡函數(shù)發(fā)生器STW1.50：禁止繼續(xù)斜坡函數(shù)發(fā)生器1：使能繼續(xù)斜坡函數(shù)發(fā)生器p1141[0]=r2090.5繼續(xù)斜坡函數(shù)發(fā)生器/凍結(jié)斜坡函數(shù)發(fā)生器STW1.60：禁止設(shè)定值1：使能設(shè)定值p1142[0]=r2090.6使能設(shè)定值/禁止設(shè)定值STW1.7上升沿確認(rèn)故障p2103[0]=r2090.7應(yīng)答故障STW1.8保留——STW1.9保留——STW1.101：通過(guò)PLC控制p0854[0]=r2090.10通過(guò)PLC控制/不通過(guò)PLC控制STW1.111：設(shè)定值取反p1113[0]=r2090.11設(shè)置設(shè)定值取反的信號(hào)源STW1.12保留——STW1.131：設(shè)定使能零脈沖p1035[0]=r2090.13設(shè)置使能零脈沖的信號(hào)源STW1.141：設(shè)定持續(xù)降低電動(dòng)電位器設(shè)定值p1036[0]=r2090.14設(shè)置持續(xù)降低電動(dòng)電位器設(shè)定值的信號(hào)源STW1.15CDS位0p0810[0]=r2090.15命令參數(shù)組的第0位5.1.2SINAMICS通信報(bào)文2、主設(shè)定值主設(shè)定值是一個(gè)字，用十六進(jìn)制格式表示，最大數(shù)值為16#4000，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額定運(yùn)行頻率或額定轉(zhuǎn)速?！?-1】設(shè)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1500rpm，當(dāng)變頻器通過(guò)通信方式控制其電動(dòng)機(jī)速度時(shí)，若需要電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的速度為900rpm，則主設(shè)定值應(yīng)設(shè)置為多少？變頻器通過(guò)通信方式控制其電動(dòng)機(jī)速度時(shí)，其最大主設(shè)定值16#4000對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速1500rpm，現(xiàn)需要轉(zhuǎn)速為900rpm，則主設(shè)定值應(yīng)為最大主設(shè)定值0.6，則主設(shè)定值應(yīng)設(shè)為16384×0.6=9830（16#4000對(duì)應(yīng)于十進(jìn)制的16384），即為16#2666（十進(jìn)制的9830對(duì)應(yīng)于十六進(jìn)制的16#2666）。5.1.2SINAMICS通信報(bào)文3、狀態(tài)字變頻器發(fā)送給控制器的狀態(tài)字信息能有效的判別變頻器和電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，包括故障信息等，有助于用戶實(shí)際了解變頻器和電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前工作狀況。狀態(tài)字ZSW1各位的含義如下表。狀態(tài)字位含義關(guān)聯(lián)參數(shù)ZSW1.0接通就緒r899.0ZSW1.1運(yùn)行就緒r899.1ZSW1.2運(yùn)行使能r899.2ZSW1.3故障r2139.3ZSW1.4OFF2激活r899.4ZSW1.5OFF3激活r899.5ZSW1.6禁止合閘r899.6ZSW1.7報(bào)警r2139.7狀態(tài)字位含義關(guān)聯(lián)參數(shù)ZSW1.8轉(zhuǎn)速差在公差范圍內(nèi)r2197.7ZSW1.9控制請(qǐng)求r899.9ZSW1.10達(dá)到或超出比較速度r2199.1ZSW1.11I、P、M比較r1407.7ZSW1.12打開(kāi)報(bào)閘裝置r899.12ZSW1.13電動(dòng)機(jī)過(guò)熱報(bào)警r2135.14ZSW1.14正反轉(zhuǎn)r2197.3ZSW1.15CDSr836.05.1.3HMI與G120的直接通信1、S7通信SINAMICSG120變頻器支持基于PROFIBUS和PROFINET的S7通信，不但可通過(guò)STARTER或Startdrive軟件訪問(wèn)G120變頻器參數(shù)，還可以在沒(méi)有控制器（PLC）的情況下通過(guò)SIMATIC面板（HMI）直接訪問(wèn)G120變頻器參數(shù)。使用SIMATIC面板讀取或修改G120變頻器參數(shù)時(shí)必須為SIMATIC面板創(chuàng)建一個(gè)具有下列結(jié)構(gòu)的變量：DBX.DBY.Z。X：數(shù)據(jù)塊號(hào)=G120變頻器參數(shù)號(hào)；Y：數(shù)據(jù)類型，由G120變頻器參數(shù)的數(shù)據(jù)類型決定，參數(shù)為8位使用DBB，參數(shù)為16位使用DBW，參數(shù)為32位使用DBD；Z：數(shù)據(jù)塊偏移=G120變頻器下標(biāo)。如：通過(guò)觸摸屏訪問(wèn)p2900.0參數(shù)和p2900.1參數(shù)，需要在觸摸屏中創(chuàng)建兩個(gè)變量，DB2900.DBW0和DB2900.DBW1，如下表。5.1.3HMI與G120的直接通信變頻器參數(shù)觸摸屏變量數(shù)據(jù)塊號(hào)數(shù)據(jù)類型偏移定義的變量p2900.0DB2900DBW0DB2900.DBW0p2900.1DB2900DBW1DB2900.DBW1如：通過(guò)觸摸屏訪問(wèn)p2900.0參數(shù)和p2900.1參數(shù)，需要在觸摸屏中創(chuàng)建兩個(gè)變量，DB2900.DBW0和DB2900.DBW1，如下表。5.1.3HMI與G120的直接通信2、SIMATIC觸摸屏與CU240E-2PN直接通信SIMATICHMI與CU240E-2PN之間的直接通信，就是說(shuō)HMI和G120之間不需要借助PLC或其他控制，本節(jié)主要通過(guò)下【例】詳細(xì)介紹SIMATIC面板與G120變頻器之間通信的組態(tài)過(guò)程?！纠?-2】用一臺(tái)西門子精簡(jiǎn)面板HMI控制變頻器的起停、控制變頻器的給定轉(zhuǎn)速，并能顯示變頻器運(yùn)行的工作狀態(tài)信息，顯示變頻器的實(shí)際值，如輸出轉(zhuǎn)速、輸出電壓和輸出電流等信號(hào)數(shù)值。5.1.3HMI與G120的直接通信（1）軟硬件配置1）1套TIAPortalV16和StartdriveV16軟件；2）1臺(tái)HMI型號(hào)為KTP400Basic；3）1臺(tái)G120變頻器控制單元為CU240E-2PN-F；4）1根屏蔽雙絞線（網(wǎng)線）；5）1臺(tái)電動(dòng)機(jī)；6）1臺(tái)裝有上述兩軟件的計(jì)算機(jī)。5.1.3HMI與G120的直接通信（2）硬件連接HMI與G120之間通信兩端帶有水晶頭的網(wǎng)線直接相連，如下圖所示。如果組態(tài)或調(diào)試時(shí)需要將HMI和G120與計(jì)算機(jī)也通過(guò)網(wǎng)線相連接，此時(shí)可增加一個(gè)4口的交換機(jī)，如CSM1277。5.1.3HMI與G120的直接通信（3）硬件組態(tài)1）觸摸屏組態(tài)①創(chuàng)建項(xiàng)目5.1.3HMI與G120的直接通信②添加新設(shè)備5.1.3HMI與G120的直接通信③建立連接④修改IP地址在圖中可以修改HMI設(shè)備的IP地址（與實(shí)際使用的HMI設(shè)備IP一致），在此使用默認(rèn)地址。5.1.3HMI與G120的直接通信變量名數(shù)據(jù)類型地址對(duì)應(yīng)變頻器參數(shù)說(shuō)明ON/OFF1RealDB2900.DBD0p2900啟動(dòng)/停止SetpointRealDB1001.DBD0p1001速度設(shè)定值ZSW1IntDB52.DBW0r0052狀態(tài)字1Output_VRealDB25.DBD0r0025輸出電壓ActualCurrentRealDB27.DBD0r0027輸出電流ActualSpeedRealDB21.DBD0r0021輸出轉(zhuǎn)速⑤建立變量在項(xiàng)目視圖的項(xiàng)目樹(shù)中單擊設(shè)備名稱“HMI_1”，展開(kāi)其所有文件夾，在“HMI變量”文件夾中雙擊“默認(rèn)變量表”，在打開(kāi)的默認(rèn)變量表窗口創(chuàng)建下表變量。5.1.3HMI與G120的直接通信⑥添加和編輯畫(huà)面生成監(jiān)控界面圖5-6監(jiān)控界面

5.1.3HMI與G120的直接通信組態(tài)啟動(dòng)信號(hào)123456785.1.3HMI與G120的直接通信組態(tài)停止信號(hào)123455.1.3HMI與G120的直接通信組態(tài)轉(zhuǎn)速設(shè)定值的I/O域1236455.1.3HMI與G120的直接通信組態(tài)狀態(tài)字1的I/O域1234565.1.3HMI與G120的直接通信組態(tài)輸出電壓的I/O域1235465.1.3HMI與G120的直接通信組態(tài)輸出電流的I/O域1234565.1.3HMI與G120的直接通信組態(tài)輸出轉(zhuǎn)速的I/O域2435615.1.3HMI與G120的直接通信

組態(tài)運(yùn)行信號(hào)1345625.1.3HMI與G120的直接通信組態(tài)故障信號(hào)1234565.1.3HMI與G120的直接通信2）變頻器組態(tài)①添加變頻器②建立連接5.1.3HMI與G120的直接通信③修改IP地址5.1.3HMI與G120的直接通信④變頻器參數(shù)設(shè)置新購(gòu)置的變頻器的IP地址為，本例應(yīng)將其修改為，如果在“在線并診斷”窗口中已分配，則無(wú)需再修改其IP地址。ON/OFF1相關(guān)參數(shù)的設(shè)置p0840=2094.0，p2099[0]=2900。這樣設(shè)置的原因是當(dāng)p2900=100（ON）或者0（OFF）時(shí)，可以產(chǎn)生一個(gè)上升沿的脈沖。設(shè)置轉(zhuǎn)速參數(shù)p1070=1001，其含義是把固定值1作為主設(shè)定值。狀態(tài)字1和實(shí)際輸出信號(hào)（電壓、電流、轉(zhuǎn)速等）都是用來(lái)顯示的，無(wú)需進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。限速參數(shù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最小速度（p1080）和最大速度（p1082）有必要根據(jù)需要設(shè)置。如果沒(méi)有設(shè)置此參數(shù)，若操作者在觸摸屏上誤設(shè)置轉(zhuǎn)速設(shè)置值，可能會(huì)引起安全事故。5.1.3HMI與G120的直接通信（4）計(jì)算機(jī)IP地址的設(shè)置觸摸屏的組態(tài)及變頻器參數(shù)的設(shè)置都需要從計(jì)算機(jī)中下載到觸摸屏和變頻器中，這時(shí)可通過(guò)以太網(wǎng)連接進(jìn)行下載，下載前必須將計(jì)算機(jī)的IP地址設(shè)置與觸摸屏和變頻器的IP地址在同一網(wǎng)段中。打開(kāi)計(jì)算機(jī)IP地址設(shè)置窗口步驟：“控制面板”→“網(wǎng)絡(luò)和Internet”→“查看網(wǎng)絡(luò)與任務(wù)”→“以太網(wǎng)”→“屬性”→“Internet協(xié)議版本4（TCP/IPv4）”→“屬性”。在“Internet協(xié)議版本4（TCP/IPv4）”屬性對(duì)話框（見(jiàn)圖5-18）中，選擇“使用下面的IP地址（S）”，然后在IP地址（I）欄輸入0，單擊子網(wǎng)掩碼欄（U），子網(wǎng)掩碼自動(dòng)輸入。5.1.4S7-1200PLC與G120變頻器的PROFINET通信G120變頻器的控制單元CU240E-2PN，或CU240E-2PN-F集成有以太網(wǎng)PROFINET（簡(jiǎn)稱PN）通信接口，即變頻器可作為PLC的PROFINETIO設(shè)備，與PLC通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行通信。G120變頻器與S7-1200PLC通過(guò)以太網(wǎng)通信的組態(tài)步驟如下。1、硬件組態(tài)（1）創(chuàng)建工程項(xiàng)目（2）硬件組態(tài)（3）組態(tài)S7-1200PLC的名稱及分配IP地址（4）組態(tài)G120變頻器的名稱及分配IP地址（5）組態(tài)G120變頻器的報(bào)文5.1.42、配置G120變頻器3、修改G120變頻器參數(shù)4、控制字地址5、程序編寫(xiě)6、下載調(diào)試S7-1200PLC與G120變頻器的PROFINET通信5.1.5S7-200SMARTPLC與G120變頻器的PROFINET通信G120變頻器與S7-200SMARTPLC通過(guò)以太網(wǎng)通信的組態(tài)步驟如下。1、添加GSDML文件以下鏈接中提供了不同版本控制單元的GSDML文件下載，請(qǐng)根據(jù)所使用的控制單元下載相應(yīng)版本的GSDML文件?？刂茊卧狢U230P-2PN，CU240E-2PN,CU250S-2PNGSDML文件下載地址：/CN/view/en/26641490?？刂茊卧狦120CGSDML文件下載地址：/CN/view/en/60602080?？刂茊卧狦120DGSDML文件下載地址：/CN/view/en/60592893。5.1.5S7-200SMARTPLC與G120變頻器的PROFINET通信G120變頻器與S7-200SMARTPLC通過(guò)以太網(wǎng)通信的組態(tài)步驟如下。1、添加GSDML文件13245.1.5S7-200SMARTPLC與G120變頻器的PROFINET通信2、查找PROFINET設(shè)備1235.1.5S7-200SMARTPLC與G120變頻器的PROFINET通信3、設(shè)置PROFINET參數(shù)（1）查看CPU的IP地址5.1.5S7-200SMARTPLC與G120變頻器的PROFINET通信3、設(shè)置PROFINET參數(shù)（2）配置PLC角色及組態(tài)以太網(wǎng)端口5.1.5S7-200SMARTPLC與G120變頻器的PROFINET通信（3）添加G120變頻器及更改參數(shù)5.1.5S7-200SMARTPLC與G120變頻器的PROFINET通信（4）添加通信報(bào)文2135.1.5S7-200SMARTPLC與G120變頻器的PROFINET通信4、編寫(xiě)程序5.1.5S7-200SMARTPLC與G120變頻器的PROFINET通信5、變頻器參數(shù)設(shè)置變頻器參數(shù)設(shè)定值單位說(shuō)

明p00101/0－先設(shè)置1設(shè)置0p00155－接口宏7，現(xiàn)場(chǎng)總線，帶有數(shù)據(jù)組切換p0304380V電動(dòng)機(jī)的額定電壓p03050.3A電動(dòng)機(jī)的額定電流p03070.37kW電動(dòng)機(jī)的額定功率p031050.00Hz電動(dòng)機(jī)的額定頻率p03111430r/min電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速p09221－1報(bào)文（當(dāng)p0015為7時(shí)，此參數(shù)默認(rèn)值為1），PZD-2/2p8920g120－設(shè)置PROFINET站名稱p8921－設(shè)置PROFINET站的IP地址p8923－設(shè)置PROFINET站的子網(wǎng)掩碼5.2案例9基于PROFINET通信的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制講授內(nèi)容5.2.1任務(wù)導(dǎo)入5.2.2任務(wù)實(shí)施5.2.3任務(wù)拓展5.2.1任務(wù)引入本案例要求通過(guò)PROFINET網(wǎng)絡(luò)控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行要求：若按下正向啟動(dòng)按鈕SB1，由G120變頻器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)行且正向運(yùn)行指示燈HL1亮，運(yùn)行速度為500rpm；若按下反向啟動(dòng)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)反向運(yùn)行且反向運(yùn)行指示燈HL2亮，運(yùn)行速度為300rpm。按下停止按鈕SB3時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止。5.2.2任務(wù)實(shí)施1、原理圖繪制（1）I/O地址分配輸

入輸

出元

件輸入繼電器作

用元

件輸出繼電器作

用按鈕SB1I0.0電動(dòng)機(jī)正向啟動(dòng)指示燈HL1Q0.0正向運(yùn)行指示按鈕SB2I0.1電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)指示燈HL2Q0.1反向運(yùn)行指示按鈕SB3I0.2電動(dòng)機(jī)停止

（2）控制原理圖5.2.2任務(wù)實(shí)施2、參數(shù)設(shè)置本項(xiàng)目中使用現(xiàn)場(chǎng)總線控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，在此選擇預(yù)定義宏參數(shù)p0015為7，電動(dòng)機(jī)的相關(guān)參數(shù)務(wù)必與電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)一致。3、硬件組態(tài)新建一個(gè)基于PROFINET網(wǎng)絡(luò)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制項(xiàng)目，打開(kāi)編程軟件，添加S7-1200PLC的CPU1214C模塊。網(wǎng)絡(luò)組態(tài)可參考5.1.4節(jié)進(jìn)行。5.2.2任務(wù)實(shí)施4、軟件編程5.2.2任務(wù)實(shí)施5、硬件連接請(qǐng)讀者參照基于PROFINET網(wǎng)絡(luò)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制原理圖進(jìn)行線路連接，連接后再經(jīng)檢查或測(cè)量確認(rèn)連接無(wú)誤后方可進(jìn)入下一實(shí)施環(huán)節(jié)。6、程序下載選擇設(shè)備PLC_1，將基于PROFINET網(wǎng)絡(luò)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制項(xiàng)目下載到PLC中。7、系統(tǒng)調(diào)試硬件連接、參數(shù)設(shè)置和項(xiàng)目下載好后，打開(kāi)OB1組織塊，啟動(dòng)程序狀態(tài)監(jiān)控功能。首先按下停止按鈕SB3，然后按下正向啟動(dòng)按鈕SB1，觀察電動(dòng)機(jī)是否正向啟動(dòng)并運(yùn)行于500rpm？正向運(yùn)行指示燈HL1是否點(diǎn)亮？按下停止按鈕SB3，再按下反向啟動(dòng)按鈕SB2，觀察電動(dòng)機(jī)是否反向啟動(dòng)并運(yùn)行于300rpm？反向運(yùn)行指示燈HL2是否點(diǎn)亮（反向運(yùn)行控制字為16#0C7F）？如上述調(diào)試現(xiàn)象符合項(xiàng)目控制要求，則本案例任務(wù)完成。5.2.3任務(wù)拓展拓展任務(wù)要求同案例9，在此，還要求按下停止按鈕時(shí)，先運(yùn)行于150rpm5秒后，再停止運(yùn)行。5.3

PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通信講授內(nèi)容5.3.1PROFIBUS通信簡(jiǎn)介5.3.2S7-1200PLC與G120變頻器的PROFIBUS-DP通信5.3.1PROFIBUS通信簡(jiǎn)介PROFIBUS是西門子的現(xiàn)場(chǎng)總線通信協(xié)議，也是IEC61158國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)之一?，F(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS滿足了生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)級(jí)數(shù)據(jù)可存取的要求，一方面它覆蓋了傳感器/執(zhí)行器領(lǐng)域的通信要求，另一方面又具有單元級(jí)領(lǐng)域所有網(wǎng)絡(luò)級(jí)通信功能。特別在“分散I/O”領(lǐng)域，由于有大量的、種類齊全、可連接的現(xiàn)場(chǎng)總線可供選用，因此，PROFIBUS已成為國(guó)際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。

從用戶的角度看，PROFIBUS提供三種通道協(xié)議類型：PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA，其中PROFIBUS-DP應(yīng)用最廣泛，因此，本節(jié)主要介紹西門子S7系列PLC與G120變頻器之間的PROFIBUS-DP通信。5.3.2S7-1200PLC與G120變頻器的PROFIBUS-DP通信【例5-3】用一臺(tái)西門子S7-1200PLC通過(guò)PROFIBUS-DP通信方式對(duì)G120變頻器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起停及無(wú)級(jí)調(diào)速控制。電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)為：額定功率0.37kW、額定電壓380V、額定電流0.3A、額定轉(zhuǎn)速1430rpm、額定頻率50Hz。1、軟硬件配置1）1套TIAPortalV16和StartdriveV16軟件；2）1臺(tái)G120變頻器控制單元為CU240E-2DP；3）1臺(tái)CPU1214C和CM1243-5；4）1根帶有PROFIBUS-DP連接器的通信線（或屏蔽雙絞線）；5）1臺(tái)電動(dòng)機(jī)；6）1臺(tái)裝有上述兩軟件的計(jì)算機(jī)。5.3.2S7-1200PLC與G120變頻器的PROFIBUS-DP通信2、硬件連接S7-1200PLC左側(cè)增加一塊通信模塊CM1243-5，通信模塊CM1243-5與G120之間通過(guò)兩端帶有連接器的PROFIBUS-DP電纜相連接，將變頻器的終端電阻都置為ON位置（后續(xù)章節(jié)相同）5.3.2S7-1200PLC與G120變頻器的PROFIBUS-DP通信3、硬件組態(tài)1）創(chuàng)建項(xiàng)目2）添加新設(shè)備5.3.2S7-1200PLC與G120變頻器的PROFIBUS-DP通信3）配置PROFIBUS接口5.3.2S7-1200PLC與G120變頻器的PROFIBUS-DP通信4）安裝GSD文件一般當(dāng)TIAPortal軟件中沒(méi)有安裝GSD（GenericStationDescription，通用站點(diǎn)描述）文件時(shí)，將無(wú)法組態(tài)G120變頻器，因此在組態(tài)變頻器之前，需要安裝GSD文件。如果用戶沒(méi)有G120變頻器的GSD文件，可到西門子官方網(wǎng)站下載?？刂茊卧狢U230P-2DP、CU240x-2DP、CU250S-2DPGSD文件下載地址：/CN/view/en/23450835；控制單元G120CGSD文件下載地址/CN/view/en/60292416；控制單元G120DGSD文件下載地址/CN/view/en/60292521。5.3.2S7-1200PLC與G120變頻器的PROFIBUS-DP通信4）安裝GSD文件5.3.2S7-1200PLC與G120變頻器的PROFIBUS-DP通信4）安裝GSD文件5.3.2S7-1200PLC與G120變頻器的PROFIBUS-DP通信5）配置G120變頻器5.3.2S7-1200PLC與G120變頻器的PROFIBUS-DP通信6）配置通信報(bào)文5.3.2S7-1200PLC與G120變頻器的PROFIBUS-DP通信4、設(shè)置G120變頻器參數(shù)變頻器參數(shù)設(shè)定值單位說(shuō)明p00101/0－先設(shè)置1設(shè)置0p00154－接口宏4（352號(hào)報(bào)文）p0304380V電動(dòng)機(jī)的額定電壓p03050.3A電動(dòng)機(jī)的額定電流p03070.37kW電動(dòng)機(jī)的額定功率p031050.00Hz電動(dòng)機(jī)的額定頻率p03111430r/min電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速p09183－DP地址p0922352－352報(bào)文（當(dāng)p0015為4時(shí)，此參數(shù)默認(rèn)值為352）1）變頻器的參數(shù)設(shè)置5.3.2S7-1200PLC與G120變頻器的PROFIBUS-DP通信2）G120變頻器的PROFIBUS站地址的設(shè)置G120變頻器的PROFIBUS站地址除了要在參中設(shè)置外，還要在變頻器面板上設(shè)定。

如果將DIP撥碼開(kāi)關(guān)的Bit0和Bit2撥至“ON”處，其他位處在“OFF”處，則站地址為：0+0+0+0+4+0+1=5在此將DIP撥碼開(kāi)關(guān)的Bit0和Bit1撥至“ON”處，其他位處在“OFF”處，即該G120變頻器的站地址為3（此地址應(yīng)與變頻器的參數(shù)p0198中設(shè)置的地址一致）。5.4

USS網(wǎng)絡(luò)通信講授內(nèi)容5.4.1USS通信簡(jiǎn)介5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信5.4.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的USS通信5.4.1USS通信簡(jiǎn)介西門子公司的變頻器都有一個(gè)串行通信接口，采用RS-485半雙工通信方式，以USS（UniversalSerialInterfaceProtocol，通用串行接口協(xié)議）通信協(xié)議作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和調(diào)試協(xié)議，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)環(huán)境的應(yīng)用對(duì)象。USS協(xié)議是主從結(jié)構(gòu)的協(xié)議，規(guī)定了在USS總線上可以有一個(gè)主站和最多30個(gè)從站，總線上的每個(gè)從站都有一個(gè)站地址（在從站參數(shù)中設(shè)置），主站依靠它識(shí)別每個(gè)從站，每個(gè)從站也只能對(duì)主站發(fā)來(lái)的報(bào)文做出響應(yīng)并回送報(bào)文，從站之間不能直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。另外，還有一種廣播通信方式，主站可以同時(shí)給所有從站發(fā)送報(bào)文，從站接收到報(bào)文后做出相應(yīng)回應(yīng)，當(dāng)然也可不回送報(bào)文。5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信【5-5】用一臺(tái)西門子S7-1200PLC通過(guò)USS通信方式對(duì)G120變頻器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟停及無(wú)級(jí)調(diào)速控制。電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)為：額定功率0.37kW、額定電壓380V、額定電流0.3A、額定轉(zhuǎn)速1430rpm、額定頻率50Hz。1、USS通信指令（1）USS_PORT5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信USS_PORT指令參數(shù)意義如下：1）PORT：USS通信端口標(biāo)識(shí)符，為常數(shù)，可在PLC的默認(rèn)變量表的“系統(tǒng)常量”選項(xiàng)卡中引用。2）BAUD：USS通信波特率。常用波特率有4800bit/s、9600bit/s、19200bit/s、38400bit/s、57600bit/s、115200bit/s等。3）USS_DB：USS_DRIVE指令的背景數(shù)據(jù)塊。4）ERROR：輸出錯(cuò)誤，0-無(wú)錯(cuò)誤，1-有錯(cuò)誤。在發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，ERROR置位為TRUE，同時(shí)在STATUS輸出端輸出相應(yīng)的錯(cuò)誤代碼。5）STATUS：掃描或初始化的狀態(tài)。使用USS_PORT指令要注意：波特率和奇偶校驗(yàn)必須與變頻器和串行通信模塊硬件組態(tài)一致。5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信（2）USS_DRVUSS_DRV指令參數(shù)意義如下：1）RUN：驅(qū)動(dòng)器起始位：如果該輸入為TRUE，則該輸入使驅(qū)動(dòng)器能以預(yù)設(shè)的速度運(yùn)行。注意：RUN的有效信號(hào)是高電平且一直接通，而不是脈沖信號(hào)。2）OFF2：電氣停止位，如果該輸入為FLASE，則該位會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器逐漸停止而不使用制動(dòng)裝置，即自由停車。3）OFF3：快速停止位，如果該輸入為FLASE，則該位會(huì)通過(guò)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)器來(lái)使其快速停止，即OFF3為高電平時(shí)（TRUE）是自由停車，低電平則通過(guò)制動(dòng)快速停車。4）F_ACK：故障應(yīng)答位，該位將復(fù)位驅(qū)動(dòng)器上的故障位。故障清除后該位置位，以通知驅(qū)動(dòng)器不必再指示上一個(gè)故障。5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信（2）USS_DRV5）DIR：旋轉(zhuǎn)方向控制位，如果該輸入為TRUE，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎颍ó?dāng)SPEED_SP為正數(shù)時(shí)）。6）DRIVE：驅(qū)動(dòng)器的USS站地址，有效范圍為驅(qū)動(dòng)器1～16。7）PZD_LEN：PDZ字長(zhǎng)，有效值為2、4、6或8個(gè)字。默認(rèn)值為2。8）SPEED_SP：速度設(shè)定值，用頻率的百分比表示。正值表示正向。9）CTRL3：控制字3，寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器上用戶組態(tài)的參數(shù)中的值。用戶必須在驅(qū)動(dòng)器上組態(tài)這個(gè)值。10）CTRL8：控制字8，寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器上用戶組態(tài)的參數(shù)中的值。用戶必須在驅(qū)動(dòng)器上組態(tài)這個(gè)值。11）NDR：新數(shù)據(jù)就緒位，如果該位為TRUE，則該位表明輸出中包含來(lái)自新通信請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信（2）USS_DRV12）ERROR：出現(xiàn)故障，如果該位為TRUE，則表示發(fā)生了錯(cuò)誤并且STATUS輸出有效。發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)所有其它輸出都復(fù)位為零。僅在“USS_PORT”指令的ERROR和STATUS輸出中報(bào)告通信錯(cuò)誤。13）STATUS：掃描或初始化的狀態(tài)。14）RUN_EN：?jiǎn)⒂眠\(yùn)行位，該位指示驅(qū)動(dòng)器是否正在運(yùn)行。15）D_DIR：驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行方向位，該位指示驅(qū)動(dòng)器是否正向運(yùn)行。16）INHIBIT：變頻器禁止位標(biāo)志。17）FAULT：變頻器故障，該位表明驅(qū)動(dòng)器已記錄一個(gè)故障。用戶必須清除該故障并置位F_ACK位以清除該位。5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信（2）USS_DRV18）SPEED：變頻器當(dāng)前速度（驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)字2的標(biāo)定值），用百分比表示。19）STATUS1：驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)字1，該值包含驅(qū)動(dòng)器的固定狀態(tài)位。20）STATUS8：驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)字8，該值包含驅(qū)動(dòng)器的固定狀態(tài)位。使用USS_DRV指令時(shí)需要注意：RUN的有效信號(hào)是高電平一直接通，而不是脈沖信號(hào)。5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信（3）USS_RPMUSS_RPM指令參數(shù)意義如下：1）REQ：讀取參數(shù)請(qǐng)求。2）DRIVE：變頻器的USS地址，有效范圍為驅(qū)動(dòng)器1～16。3）PARAM：變頻器的參數(shù)代碼，對(duì)于SINAMICSG120變頻器，此參數(shù)的范圍為1～1999。4）INDEX：變頻器的參數(shù)索引代碼，這是一個(gè)16位的值，其中最低有效字節(jié)是范圍0～255內(nèi)的實(shí)際索引值。5）USS_DB：指定變頻器進(jìn)行USS通信的數(shù)據(jù)塊，是調(diào)用USS_DRV指令時(shí)產(chǎn)生的背景數(shù)據(jù)塊。6）DONE：讀取參數(shù)完成。7）ERROR：讀取參數(shù)錯(cuò)誤。8）STATUS：讀取參數(shù)狀態(tài)代碼。9）VALUE：所讀取參數(shù)的值。5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信（4）USS_WPMUSS_WPM指令參數(shù)意義如下：1）REQ：設(shè)置參數(shù)請(qǐng)求。2）DRIVE：變頻器的USS地址，有效范圍為驅(qū)動(dòng)器1～16。3）PARAM：變頻器的參數(shù)代碼，對(duì)于SINAMICSG120變頻器，此參數(shù)的范圍為1～1999。4）INDEX：變頻器的參數(shù)索引代碼，這是一個(gè)16位的值，其中最低有效字節(jié)是范圍0～255內(nèi)的實(shí)際索引值。5）EEPROM：把參數(shù)存儲(chǔ)到變頻器的EEPROM。6）VALUE：所設(shè)置參數(shù)的值。7）USS_DB：指定變頻器進(jìn)行USS通信的數(shù)據(jù)塊，是調(diào)用USS_DRV指令時(shí)產(chǎn)生的背景數(shù)據(jù)塊。8）DONE：設(shè)置參數(shù)完成。9）ERROR：設(shè)置參數(shù)錯(cuò)誤。10）STATUS：讀取參數(shù)狀態(tài)代碼。5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信2、軟硬件配置1）1套TIAPortalV16和StartdriveV16軟件；2）1臺(tái)G120變頻器控制單元為CU240E-2；3）1臺(tái)CPU1214C和CM1241（RS485）；4）1根屏蔽雙絞線；5）1臺(tái)電動(dòng)機(jī)；6）1臺(tái)裝有上述兩軟件的計(jì)算機(jī)。3、硬件連接S7-1200PLC左側(cè)增加一塊通信模塊CM1241，通信模塊CM1241與G120之間通過(guò)只有一端帶有連接器頭的雙絞線電纜相連接。5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信4、硬件組態(tài)1）創(chuàng)建項(xiàng)目2）添加新設(shè)備5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信3）配置CM1241（RS485）串口5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信5、設(shè)置G120變頻器參數(shù)變頻器參數(shù)設(shè)定值單位說(shuō)

明p00101/0－先設(shè)置1設(shè)置0p001521－接口宏21p0304380V電動(dòng)機(jī)的額定電壓p03050.3A電動(dòng)機(jī)的額定電流p03070.37kW電動(dòng)機(jī)的額定功率p031050.00Hz電動(dòng)機(jī)的額定頻率p03111430r/min電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速p20206－USS通信波特率，6為9600bit/sp20212－USS地址p20222－USS通信PZD長(zhǎng)度，默認(rèn)值為2p20234－USS通信PKW長(zhǎng)度，默認(rèn)值為127（此參數(shù)根據(jù)需要設(shè)置）p20301－1為USS通信協(xié)議p20310－無(wú)校驗(yàn)p2040100ms總線監(jiān)控時(shí)間5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信6、編寫(xiě)程序1）循環(huán)中斷程序5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信設(shè)置通信接口參數(shù)程序5.4.2S7-1200PLC與G120變頻器的USS通信2）主程序5.4.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的USS通信【5-6】用一臺(tái)西門子S7-200SMARTPLC通過(guò)USS通信方式對(duì)G120變頻器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟停及無(wú)級(jí)調(diào)速控制。電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)為：額定功率0.37kW、額定電壓380V、額定電流0.3A、額定轉(zhuǎn)速1430rpm、額定頻率50Hz。1、USS通信指令（1）USS_INIT指令輸入/輸出數(shù)據(jù)類型操

作

數(shù)Mode、PortByteIB、QB、VB、MB、SMB、SB、LB、AC、*VD、*LD、*AC、常數(shù)Baud、ActiveDwordID、QD、VD、MD、SMD、SD、LD、AC、*VD、*LD、*AC、常數(shù)DoneBoolI、Q、V、M、SM、S、L、T、CErrorByteIB、QB、VB、MB、SMB、SB、LB、AC、*VD、*LD、*AC5.4.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的USS通信1）僅限為每次通信狀態(tài)執(zhí)行一次USS_INIT指令。使用邊沿檢測(cè)指令，以脈沖方式打開(kāi)EN輸入。要改動(dòng)初始化參數(shù)，可執(zhí)行一條新的USS_INIT指令。2）“Mode”為輸入數(shù)值選擇通信協(xié)議：輸入值1將端口分配給USS協(xié)議，并啟用該協(xié)議；輸入值0將端口分配給PPI，并禁止USS協(xié)議。3）“Baud”為USS通信波特率，此參數(shù)要和變頻器的參數(shù)設(shè)置一致，波特率的允許值為1

200、2

400、4

800、9

600、19

200、38

400、57

600或115200bit/s。4）設(shè)置物理通信端口（0=CPU中集成的RS485，1=可選CM01信號(hào)板上的RS485或RS232）。5）“Done”為初始化完成標(biāo)志，即當(dāng)USS_INIT指令完成后接通。6）“Error”為初始化錯(cuò)誤代碼。7）“Active”表示啟動(dòng)變頻器，表示網(wǎng)絡(luò)上哪些USS從站要被主站訪問(wèn)，即在主站的輪詢表中啟動(dòng)。5.4.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的USS通信USS_INIT指令只用一個(gè)32位的雙字來(lái)映像USS從站有效地址表，Active的無(wú)符號(hào)整數(shù)值就是它在指令輸入端口的取值，如下表。位

號(hào)MSB313029

28…04030201LSB00對(duì)應(yīng)從站地址313029

28…0403020100從站啟動(dòng)標(biāo)志000

0…00100取十六進(jìn)制無(wú)符號(hào)數(shù)004Active=16#000000045.4.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的USS通信（2）USS_CTRL指令USS_CTRL指令用于控制處于啟動(dòng)狀態(tài)的變頻器，每臺(tái)變頻器只能使用一條該指令。輸入/輸出數(shù)據(jù)類型操

作

數(shù)RUN、OFF2、OFF3、F_ACK、DIR、Resp_R、Run_EN、D_Dir、Inhibit、FaultBoolI、Q、V、M、SM、S、L、T、CDrive、TypeByteIB、QB、VB、MB、SMB、SB、LB、AC、*VD、*LD、*AC、常數(shù)ErrorByteIB、QB、VB、MB、SMB、SB、LB、AC、*VD、*LD、*AC、常數(shù)StatusWordIW、QW、VW、MW、SMW、SW、LW、AC、T、C、AQW、*VD、*LD、*ACSpeed_SPRealID、QD、VD、MD、SMD、SD、LD、AC、*VD、*LD、*AC、常數(shù)SpeedRealIB、QB、VB、MB、SMB、SB、LB、AC、*VD、*LD、*AC5.4.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的USS通信（2）USS_CTRL指令1）USS_CTRL指令用于控制Active（啟動(dòng)）變頻器。USS_CTRL指令將選擇的命令放在通信緩沖區(qū)中，然后送至編址的變頻器Drive（變頻器地址）參數(shù)，條件是已在USS_INIT指令的Active（啟動(dòng)）參數(shù)中選擇該變頻器。2）僅限為每臺(tái)變頻器指定一條USS_CTRL指令。3）某些變頻器僅將速度作為正值報(bào)告。如果速度為負(fù)值，變頻器將速度作為正值報(bào)告，但逆轉(zhuǎn)D_Dir（方向）位。4）EN位必須為ON，才能啟用USS_CTRL指令。該指令應(yīng)當(dāng)始終啟用（可使用SM0.0）。5.4.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的USS通信（2）USS_CTRL指令5）RUN表示變頻器是ON還是OFF。當(dāng)RUN（運(yùn)行）位為ON時(shí)，變頻器收到一條命令，按指定的速度和方向開(kāi)始運(yùn)行。為了使變頻器運(yùn)行，必須滿足以下條件：①Drive（變頻器地址）在USS_CTRL中必須被選為Active（啟動(dòng)）。②OFF2和OFF3必須被設(shè)為0。③Fault（故障）和Inhibit（禁止）必須為0。6）當(dāng)RUN為OFF時(shí)，會(huì)向變頻器發(fā)出一條命令，將速度降低，直至電動(dòng)機(jī)停止。OFF2位用于允許變頻器自由降速至停止。OFF3用于命令變頻器迅速停止。5.4.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的USS通信（2）USS_CTRL指令7）Resp_R（收到應(yīng)答）位確認(rèn)從變頻器收到應(yīng)答。對(duì)所有的啟動(dòng)變頻器進(jìn)行輪詢，查找最新變頻器狀態(tài)信息。每次S7-200SMART從變頻器收到應(yīng)答時(shí)，Resp_R位均會(huì)打開(kāi)，進(jìn)行一次掃描，所有數(shù)值均被更新。8）F_ACK（故障確認(rèn)）位用于確認(rèn)變頻器中的故障。當(dāng)從0變?yōu)?時(shí)，變頻器清除故障。9）DIR（方向）位（“0/1”）用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向。10）Drive（變頻器地址）輸入的是MicroMaster變頻器的地址，向該地址發(fā)送USS_CTRL命令，有效地址為0～31。5.4.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的USS通信（2）USS_CTRL指令11）Type（變頻器類型）輸入選擇變頻器類型。將MicroMaster3（或更早版本）變頻器的類型設(shè)為0，將MicroMaster4或SINAMICSG110、G120變頻器的類型設(shè)為1。12）Speed_SP（速度設(shè)定值）必須是一個(gè)實(shí)數(shù)，給出的數(shù)值是變頻器的頻率范圍百分比還是絕對(duì)的頻率值取決于變頻器中的參數(shù)設(shè)置（如G120的p2009）。如為全速的百分比，則范圍為-200.0%～200.0%，Speed_SP的負(fù)值會(huì)使變頻器反向旋轉(zhuǎn)。13）Fault表示故障位的狀態(tài)（0

=

無(wú)錯(cuò)誤，1

=

有錯(cuò)誤），變頻器顯示故障代碼（有關(guān)變頻器信息，請(qǐng)參閱用戶手冊(cè)）。要清除故障位，需糾正引起故障的原因，并接通F_ACK位。14）Inhibit表示變頻器上的禁止位狀態(tài)（0

=

不禁止，1

=

禁止）。要清除禁止位，F(xiàn)ault位必須為OFF，RUN、OFF2和OFF3輸入也必須為OFF。5.4.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的USS通信（2）USS_CTRL指令15）D_Dir（運(yùn)行方向回饋）表示變頻器的旋轉(zhuǎn)方向。16）Run_EN（運(yùn)行模式回饋）表示變頻器是在運(yùn)行（1）還是停止（0）。17）Speed（速度回饋）是變頻器返回的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度值。若以全速百分比表示的變頻器速度，其范圍為-200.0%～200.0%。18）Status是變頻器返回的狀態(tài)字原始數(shù)值，MicroMaster4的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)字各數(shù)據(jù)位的含義如圖5-57所示。19）Error是一個(gè)包含對(duì)變頻器最新通信請(qǐng)求結(jié)果的錯(cuò)誤字節(jié)。USS指令執(zhí)行錯(cuò)誤主要定義了可能因執(zhí)行指令而導(dǎo)致的錯(cuò)誤條件。20）Resp_R（收到的響應(yīng)）位確認(rèn)來(lái)自變頻器的響應(yīng)。對(duì)所有的啟動(dòng)變頻器都要輪詢最新的變頻器狀態(tài)信息。每次S7-200SMARTPLC接收到來(lái)自變頻器的響應(yīng)時(shí)，Resp_R位就會(huì)接通一次掃描并更新一次所有相應(yīng)的值。5.4.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的USS通信2、軟硬件配置1）1套STEP7-MicroWINSMART軟件；2）1臺(tái)S7-200SMARTPLC；3）1臺(tái)G120變頻器控制單元為CU240E-2；4）1根屏蔽雙絞線；5）1臺(tái)電動(dòng)機(jī)；6）1臺(tái)裝有上述編程軟件的計(jì)算機(jī)。3、硬件連接5.4.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的USS通信4、創(chuàng)建項(xiàng)目并更改設(shè)備類型1）創(chuàng)建項(xiàng)目2）更改設(shè)備類型5.4.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的USS通信5、編寫(xiě)程序6、分配庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)，編譯，下載5.4.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的USS通信7、設(shè)置G120變頻器參數(shù)變頻器參數(shù)設(shè)定值單位說(shuō)

明p00101/0－先設(shè)置1設(shè)置0p001521－接口宏21p0304380V電動(dòng)機(jī)的額定電壓p03050.3A電動(dòng)機(jī)的額定電流p03070.37kW電動(dòng)機(jī)的額定功率p031050.00Hz電動(dòng)機(jī)的額定頻率p03111430r/min電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速p20206－USS通信波特率，6為9600bit/sp20213－USS地址（若通過(guò)變頻器面板上的DIP撥碼開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)置，此參數(shù)可省略）p20301－1為USS通信協(xié)議p20400ms總線監(jiān)控時(shí)間，設(shè)置為0表示不監(jiān)控5.5

MODBUS網(wǎng)絡(luò)通信講授內(nèi)容5.5.1MODBUS通信簡(jiǎn)介5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信5.5.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的MODBUS通信5.5.1MODBUS通信簡(jiǎn)介1、Modbus協(xié)議介紹Modbus是MODICON公司于1979年開(kāi)發(fā)的一種通信協(xié)議，是一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。Modbus協(xié)議是一項(xiàng)應(yīng)用層報(bào)文傳輸協(xié)議，包括ModbusASCII、ModbusRTU和ModbusTCP三種報(bào)文類型。標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議物理層接口有RS232、RS422、RS485和以太網(wǎng)口。Modbus串行通信采用Master/Slave（主/從）方式通信，是請(qǐng)求/應(yīng)答機(jī)制的通信協(xié)議。2、ModbusRTU的報(bào)文格式Modbus在串行通信時(shí)，比較常用ModbusRTU，它采用循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）來(lái)保證報(bào)文的正確性。兩條報(bào)文之間至少有3.5個(gè)字符傳輸時(shí)間的空閑間隔。ModbusRTU報(bào)文格式如下圖所示，包括1個(gè)起始位、8位數(shù)據(jù)位、1個(gè)校驗(yàn)位和1個(gè)停止位。5.5.1MODBUS通信簡(jiǎn)介5.5.13、Modbus的功能碼SINAMICSG120變頻器目前支持的功能碼為FC03（讀單個(gè)或多個(gè)寄存器）和FC06（寫(xiě)單個(gè)寄存器）。MODBUS通信簡(jiǎn)介5.5.14、Modbus的地址（寄存器）Modbus地址通常是包含數(shù)據(jù)類型和偏移量的5個(gè)字符值。第一個(gè)字符確定數(shù)據(jù)類型，后面四個(gè)字符選擇數(shù)據(jù)類型內(nèi)的正確數(shù)值。PLC等對(duì)G120/S120變頻器的訪問(wèn)是通過(guò)訪問(wèn)相應(yīng)的寄存器（地址）實(shí)現(xiàn)的。這些寄存器是變頻器廠家依據(jù)Modbus定義的。如寄存器40345代表G120變頻器的實(shí)際電流值。G120變頻器常用的寄存器（地址）如下。MODBUS通信簡(jiǎn)介5.5.1MODBUS通信簡(jiǎn)介5.5.1MODBUS通信簡(jiǎn)介5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信【例5-7】用一臺(tái)西門子S7-1200PLC通過(guò)Modbus通信方式對(duì)G120變頻器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)一臺(tái)變頻器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)控制（包括啟停、正反轉(zhuǎn)控制、轉(zhuǎn)速給定等）。電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)：額定功率0.37kW、額定電壓380V、額定電流0.3A、額定轉(zhuǎn)速1430rpm、額定頻率50Hz。1、軟硬件配置1）1套TIAPortalV16和StartdriveV16軟件；2）1臺(tái)G120變頻器控制單元為CU240E-2；3）1臺(tái)CPU1214C和CM1241（RS422/RS485）或CM1241（RS485）；4）1根屏蔽雙絞線；5）1臺(tái)電動(dòng)機(jī)；6）1臺(tái)裝有上述兩軟件的計(jì)算機(jī)5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信2、硬件連接S7-1200PLC與G120之間通過(guò)只有一端帶有連接器頭的雙絞線電纜相連接。5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信3、硬件組態(tài)1）創(chuàng)建項(xiàng)目2）添加新設(shè)備5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信3）配置CM1241（RS422/485）串口5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信4、設(shè)置G120變頻器參數(shù)變頻器參數(shù)設(shè)定值單位說(shuō)

明p00101/0－先設(shè)置1設(shè)置0p001521－接口宏21（Modbus通信也是接口宏21）p0304380V電動(dòng)機(jī)的額定電壓p03050.3A電動(dòng)機(jī)的額定電流p03070.37kW電動(dòng)機(jī)的額定功率p031050.00Hz電動(dòng)機(jī)的額定頻率p03111430r/min電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速p20206－Modbus通信波特率，6為9600bit/sp20212－Modbus地址p20222－Modbus通信PZD長(zhǎng)度，默認(rèn)值為2p20302－2為Modbus通信協(xié)議p20310－無(wú)校驗(yàn)（1為奇校驗(yàn)，2為偶校驗(yàn)）p20401000ms總線監(jiān)控時(shí)間（可以設(shè)置此值的上限值，或設(shè)置為0不監(jiān)控）5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信5、通信指令（1）MB_COMM_LOAD指令說(shuō)明如下：1）REQ：在上升執(zhí)行指令。2）PORT：硬件標(biāo)識(shí)符。3）BAUD：波特率選擇。4）PARITY：奇偶校驗(yàn)選擇。0—無(wú)，1—奇校驗(yàn)，2—偶檢驗(yàn)。5）MB_DB：MB_MASTER或MB_SLAVE指令的背景數(shù)據(jù)塊的引用。6）DONE：指令的執(zhí)行已完成，且為無(wú)錯(cuò)。7）ERROR：是否出錯(cuò)。0—無(wú)錯(cuò)誤，1—有錯(cuò)誤，在STATUS中輸出錯(cuò)誤代碼。8）STATUS：錯(cuò)誤代碼。使用MB_COMM_LOAD指令時(shí)注意：波特率和奇偶校驗(yàn)必須與變頻器和串行通信模塊硬件組態(tài)一致。通常運(yùn)行一次即可，但波特率等修改后，需要再次運(yùn)行。當(dāng)PROFINET或PROFIBUS分布式I/O機(jī)架上的串行通信模塊與設(shè)備進(jìn)行MODBUS通信時(shí)，需要循環(huán)調(diào)用此指令。5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信（2）MB_MASTER指令說(shuō)明如下：1）REQ：請(qǐng)求輸入。0—無(wú)請(qǐng)示，1—請(qǐng)求將數(shù)據(jù)發(fā)送到從站。2）MB_ADDR：Modbus站地址。3）MODE：模式選擇，指定請(qǐng)示類型。0—讀取，1—寫(xiě)入（具體在相關(guān)手冊(cè)或系統(tǒng)幫助信息）。4）DATA_ADDR：從站中數(shù)據(jù)的寄存器地址。5）DATA_LEN：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。如果是寫(xiě)入模式，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度只能設(shè)置為1。6）DATA_PTR：從站寄存器對(duì)應(yīng)的讀取到的數(shù)據(jù)或向其寫(xiě)入的數(shù)據(jù)。7）DONE：0—事務(wù)未完成，1—事務(wù)完成且無(wú)任何錯(cuò)誤。8）BUSY：0—當(dāng)前沒(méi)有事務(wù)在處理中，1—事務(wù)正在處理中。9）ERROR：是否出錯(cuò)。0—無(wú)錯(cuò)誤，1—有錯(cuò)誤，在STATUS中輸出錯(cuò)誤代碼。10）STATUS：錯(cuò)誤代碼。5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信6、編寫(xiě)程序5.5.3【例5-8】用一臺(tái)西門子S7-200SMARTPLC通過(guò)Modbus通信方式對(duì)G120變頻器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)一臺(tái)變頻器所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)控制（包括啟停、轉(zhuǎn)速給定、上升和下降時(shí)間的讀寫(xiě)等）。電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)：額定功率0.37kW、額定電壓380V、額定電流0.3A、額定轉(zhuǎn)速1430rpm、額定頻率50Hz。通信