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西门子S7-300与变频器DP通讯的组态方法

PLC | 发布时间:2019-03-14 | 人气: | #评论# | 本文关键字:S7-300,变频器,通讯,西门子,DP通讯
摘要:在工业厂矿的生产应用中,尤其是钢铁冶金行业,利用PLC通过PROFIBUS-DP现场总线对变频装置进行控制,实现电机的启动、停车和调速最为常见。下面通过一个具体的实例来讲述西门子变频器与

在工业厂矿的生产应用中,尤其是钢铁冶金行业,利用PLC通过PROFIBUS-DP现场总线对变频装置进行控制,实现电机的启动、停车和调速最为常见。下面通过一个具体的实例来讲述西门子变频器与S7-300/400的PROFIBUS-DP通讯的全过程。

一、硬件组态变频器

在STEP7软件中创建一个项目,再硬件组态该项目,并建一个PROFIBUS-DP网络,变频器在PROIBUSDP->SIMOVERT文件夹里进行组态,并设定好通讯的地址范围。如下图所示:

二、建立通讯DB块

一般地,读写数据都做在一个DB块中,且最好与硬件组态设定的I,O地址范围大小划分相同大小的区域,便于建立对应关系和管理。如下图所示,读变频器的数据的12个字节在DB0~DB11中,写给变频器的12个字节数据放在DB12~DB23中。接下来还可以存放诸如通讯的错误代码和与变频器有关的其它计算数据。

三、写通讯程序

通讯程序可以直接调用STEP7编程软件的系统功能SFC14(DPRD_DAT),SFC15(DPWR_DAT)来实现。例程段如下:

CALLSFC14//变频器->PLC

LADDR:=W#16#230//通讯地址:为硬件组态的起始地址,即IAddess中的560

RET_VAL:=DB15.DBW24//错误代码:查帮助可得具体含义

RECORD:=P#DB15.DBX0.0BYTE12//传送起始地址及长度

CALLSFC15//PLC->变频器

LADDR:=W#16#230//通讯地址:为硬件组态的起始地址,即QAddess中的560

RECORD:=P#DB15.DBX12.0BYTE12//传送起始地址及长度

RET_VAL:=DB15.DBW26//错误代码:查帮助可得具体含义

四、变频器参数设置

变频器的简单参数设置如下表

对于写变频器的数据是与变频器的k3001~k3016(参见变频器使用大全功能图120)建立对应关系,读变频器的数据则是与变频器的参数P734建立对应关系。如下图所示:

即DB15.DBW12~DB15.DBW22对应P734的W01~W06。B15.DBW0~DB15.DBW11对应k3001~k3012。PLC读取变频器的数据可以通过设置参数P734的值来实现,PLC写给变频器的数据存放在变频器数据k3001~k3012中,在变频器的参数设置里可以进行调用,从而建立了彼此的对应关系。

这样,变频器与PLC的连接已经基本建立,就可以编写程序通过PLC来控制变频器的启、停、速度给定等各项功能,满足工艺给定要求。同时也可以读取变频器数据通过上位机进行显示,达到在线监视和诊断的目的。

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,最多可以连接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。

PLC与变频器通信示意图

    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。

组态DP网络中的变频器

    图6-46    组态DP网络中的变频器

    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,一致性为“总长度”(即图6-38中的“全部”),表示通信的数据是一致性数据,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,不能修改一致性属性。

DP从站属性对话框

    图6-47    DP从站属性对话框

    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。


责任编辑:S7-300

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