西门子S7-200SMART模块甘肃代理商

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西门子S7-300与变频器的DP通信实验

    1．读写过程数据区的程序

    因为是*性数据，调用SFC 14和SFC 15来读写过程数据区PZD中的数据。由图6-46可知，PZD区的起始地址为264（即W#16 #108），长度为4B。下面是OB1中的程序，在M0.1为1时发送数据。

    程序段1：读写过程数据

    A    M    0.1    //M0.1为1时发送数据

    JNB_001    //未满足条件则跳转

    CALL    ”DPWR_DAT”    //调用SFC 15，将数据打包后发送

    LADDR    ：=W#16#108    //PZD输出区的起始地址(264)

    RECORD    ：=P#M30.0 BYTE 4    //存放要发送的用户数据的源数据区

    RET_VAL    ：=MW6    //错误代码

    _001:    NOP  0

    CALL  ”DPRD_DAT”    //调用SFC 14，将接收的数据解包

    LADDR    ：=W#16#108    //PZD输入区的起始地址(264)

    RET_VAL    ：=MW8    //错误代码

    RECORD    ：=P#M34.0 BYTE 4    //存放读取的用户数据的目的数据区

    2．用过程数据区监控变频器的实验

    控制字的第10位必须为1，表示控制字来自PLC。根据设置的变频器参数，用控制字的第0位控制电动机的起动和停止，用控制字的第1位控制电动机的旋转方向。

    用变量表将控制字16#0403（反时针起动）写入PZD的*个字MW30（见图6-49），将频率设定值16#2000（50%的额定频率）写入PZD的第二个字MW32。点击工具栏上的按钮，数据被写入CPU，“状态值”列显示的是CPU中的数据。用变量表将M0.1置为1状态( true)，控制字和设定值被发送到变频器，电动机开始旋转。MW36返回的频率实际值逐渐增大，上升的速度取决于参数P462. 001设置的加速时间的值，后频率实际值在设定值16#2000上下窄幅波动。变频器的参数设置单元(PMU)显示的频率值在25.0 Hz上下波动。

    变量表中的MW34返回的状态字16#5334的意义如下：变频器正在运行，未发出OFF2和OFF3关机命令，频率偏差未超出运行值，PZD控制请求，主接触器合闸，顺时针旋转。

    用变量表将控制字16 #0400（见图6-50）写入PLC，命令电动机停机。电动机首先减速，减速时间取决于参数P464. 001的值，后停止转动，返回的频率实际值为16 #FFFF（对应于数值0）。变频器的参数设置单元显示0009（开机准备好）。

    图6-49    用变量表监控过程数据PZD

    图6-50    用变量表监控过程数据PZD

    MW34返回的状态字为16#4331，第0位为1，表示合闸准备好；第2位为0，表示变频器停止运行；第12位为0，表示主接触器断开。其余各位的状态与正转运行时的状态字16#5334的相同。

    用变量表发送控制字16#0401（反转起动）和主设定值16 #1000（见图6-51），电动机顺时针旋转。MW36返回的转速实际值在16#F000（即-16#1000）上下窄幅波动。变频器的参数设置单元显示的频率值在- 12.5 Hz上下波动。MW34返回的状态字16#1334的第14位为0，表示顺时针旋转。其余各位与反时针旋转时的状态字16#5334的相同。

    用变量表发送控制字16 #0403（正转起动）和设定值16#F000（速度值为负值- 16#1000，见图6-52），也可以使电动机顺时针旋转。MW34返回的状态字16#1334与图6-51中的相同。用变量表发送控制字16#0400，电动机减速后停止转动，返回的频率实际值为16#0000。变频器的参数设置单元显示0009（开机准备好）。

    图6-51    用变量表监控过程数据PZD

    图6-52    用变量表监控过程数据PZD

    3．参数区PKW的结构

    参数区的第1个字PKE和第2个字IND的结构见图6-53。PKE高的4位AK是任务标识符或应答标识符，其意义分别见表6-8和表6-9。

    图6-53    参数区PKW的结构

    PKE的第0～10位是二进制的基本参数号。第11位SPM是报告参数变化的触发位，SI-MOVERT MASTERDRIVES不支持它，该位总是为0。

    使用PPO进行周期性通信时，PKW区的第2个字IND的第8～15位（高字节）为数组参数的子标号（或称下标、索引号）。IND的第7位用于参数页的选择。读写参数P000~P999时，IND的第7位和低位字节为0。参数U000~U999的参数号实际上为2000~2999，读写这些参数时，IND的第7位为1，低位字节为16#80。

    PPO报文用双字来传送1个参数，PKW区的第3、4个字PWE1和PWE2（见图6-48）分别是双字的高位字和低位字。数据为16位的字时用PWE2来传送，此时PWE1为零。

    4．读写参数区数据的程序

    读写参数数据区的程序与读写过程数据区的程序基本上相同。其区别主要在于数据区的起始地址和字节数不同。下面是OB1中的程序：

    程序段2：读写变频器参数

    A    M    0.0    //M0.0为1时发送和接收数据

    JNB_002    //M0.0为0则跳转

    CALL “DPWR_DAT”    //调用SFC 15

    LADDR    ：= W#16#100    //PKW输出区的起始地址(256)

    RECORD    ：=P#M10.0 BYTE 8    //存放要发送的用户数据的源数据区

    RET_VAL    ：=MW2    //错误代码

    CALL    “DPRD_DAT”    //调用SFC 14

    LADDR    ：= W#16#100    //PKW输入区的起始地址(256)

    RET_VAL    ：=MW4    //错误代码

    RECORD    ：= P#M20.0 BYTE 8    //存放读取的用户数据的目的数据区

    002：    NOP    0

SIMOVERT MASTERDRIVES是应用较广的变频器，它采用IGBT逆变器、全数字技术的矢量控制，是全系列通用和模块化的产品，功率范围为0.55~2300 kW。

    可以用软件Drivemonitor或Drive ES来组态和监控西门子的驱动设备。

    1．西门子驱动设备与PLC的通信方式

    西门子驱动设备包括多种系列的变频器和直流调速装置。它们可以使用PROFIBUS - DP、USS和SIMOlink这3种通信协议。

    USS协议属于主一从通信，PLC作主站，驱动设备作从站。USS协议的MPI接口集成在变频器中，不需要增加硬件成本。但是通信速度较慢，只有基本通信功能，多可以连接31个从站。SIMOlink协议主要用于驱动设备之间的主从通信。

    PROFIBUS - DP协议的通信速度快，有附加功能（例如非循环通信和交叉通信），站点数更多，但是需要添加驱动设备的DP通信板。

    图6-45是PLC与变频器通信的示意图，CPU通过MPI接口与编程用的计算机通信，CPU集成的DP接口与变频器的CBP或CBP2通信板上的DP接口连接。

    图6-45    PLC与变频器通信示意图

    2．组态主站和PROFIBUS网络

    在STEP 7中用新建项目向导创建一个项目，CPU模块为CPU 315 -2DP。选中SIMATIC管理器的300站点，点击右边窗口的“硬件”图标，打开硬件组态工具（见图6-46），将电源模块和信号模块插入机架。

    双击CPU模块中“DP”所在的行，点击打开对话框“常规”选项卡中的“属性”按钮，在出现的对话框的“参数”选项卡中点击“新建”按钮，生成一条PROFIBUS - DP网络。采用默认的参数，CPU 315 - 2DP为DP主站，站地址为2，网络的传输速率为1.5 Mbit/s，配置文件为“DP”。点击“确定”按钮，返回HW Config。

    3．生成MASTERDRIVE从站

    CBP (Communication Board PROFIBUS)接口板是SIMOVERT MASTERDRIVES的DP通信扩展板，CBP2是较新的版本。它们使用PROFIBUS协议或USS协议进行通信。

    打开HW Config右边的硬件目录窗口的文件夹“＼PROFIBUS DP＼SIMOVERT”，将其中的“MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx”或“MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1”拖放到DP网络上（见图6-46），作者使用的是CBP板。在自动打开的“属性- PROFIBUS接口”对话框中，设置从站地址为3。两种CBP板的区别在于CBPx只能选择PPO类型的报文结构，CBP2 DPV1还能选择更多的报文结构，以支持CBP2扩展的DPV1功能。

    如果安装了TIA（全集成自动化）软件Drive ES，可以将硬件目录窗口的＼SIMOVERT＼MASTERDRIVES CBP中增加的“Vector Control CUVC”拖放到左边的硬件组态窗口的DP网络上。CBP2的某些扩展功能需要借助于软件Drive ES来实现。

    4．变频器的通信区选择

    双击打开硬件目录中的子文件夹“MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx”，文件夹内是CBP板的通信区选项（见图6-46）。过程数据PZD用于PLC控制和监视变频器，参数数据PKW用于读写变频器的参数。PKW和PZD总称为参数过程数据对象(PPO)。组态时一般选择PP01和PP03。PP01有4个字的参数数据PKW和两个字的过程数据PZD。系统调试好后交付给用户使用时，一般选择PP03，它只有两个字的过程数据PZD，可以监控变频器和电动机的运行，但是不能修改组态的参数。

    选中硬件组态窗口中的变频器，就像将模块插入ET 200M的插槽一样，将图6-46中的“PP01：4 PKW/2 PZD”拖放到下面的窗口的第1行。下面的窗口自动生成两行信息，第1行是PKW，第2行是PZD，可以看到自动分配给它们的输入、输出地址。

    双击表格中的某一行，可以看到该行的属性（见图6-47）。数据的单位为字，*性为“总长度”（即图6-38中的“全部”），表示通信的数据是*性数据，主站需要调用SFC15将数据打包后发送，调用SFC 14将接收到的数据解包。因为是灰色的字和背景色，不能修改*性属性。

    5．变频器的参数设置

    变频器在运行之前需要设置大量的参数，首先设置参数P60=1，P366=0，P970=0，恢复工厂设置，各参数被设置为默认值。然后根据电动机、变频器和反馈元件（例如增量式编码器）的具体情况，设置必要的参数。下面主要介绍与通信有关的参数设置：

    ·P53 =7，允许使用CBP通信板、参数设置单元和串行通信接口来修改参数。

    ·P107 =50 Hz，电动机额定频率。

    ·P443. 001=K3002，主设定值来自PZD2。

    ·P554. 001=B3100，用控制字的第0位来控制电动机的起停。

    ·P571=B3101，P572恒为1，用控制字的第1位B3101控制电动机的正、反转。

    ·P734. 001=K32，PZD1为状态字。

    ·P734. 002=KK151，PZD2为n/f模式的频率实际值。

    ·P918 =3，通信板的DP站地址。

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