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1、西門(mén)子PLC S7—400與SINAMICS S120通訊的實(shí)現(xiàn)-精品資料
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【摘要】本文介紹西門(mén)子PLC與SINAMICS變頻器應(yīng)用PROFIBUS DP通訊協(xié)議,使用PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊的方法,并給出了采用S7-400系列PLC及S120變頻器通訊實(shí)現(xiàn)的具體配置與軟件編制。
【關(guān)鍵詞】S7-400;SINAMICS S120;通訊;編程
1、引言
2、 在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,最為常見(jiàn)的是PLC和變頻器的組合應(yīng)用。變頻器作為一種控制拖動(dòng)的裝置系統(tǒng)在冶金等行業(yè)的運(yùn)行越來(lái)越廣泛,隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換越來(lái)越普遍,PLC作為企業(yè)自動(dòng)化控制的中心樞紐,在設(shè)備的自動(dòng)化方面已經(jīng)不可缺少,PLC與變頻器的通訊功能的實(shí)現(xiàn),為自動(dòng)化程度的提高向前邁了一大步,通過(guò)PROFIBUS DP網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)通訊功能,由PLC將信號(hào)傳輸給變頻器實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)功能。本文結(jié)合西門(mén)子S7-400系列PLC與SINAMICS S120變頻器為例,淺談它們之間的網(wǎng)絡(luò)通訊功能。
SIMATIC S7-400是用于中、高檔性能范
3、圍的可編程序控制器。模塊化及無(wú)風(fēng)扇的設(shè)計(jì),堅(jiān)固耐用,容易擴(kuò)展和廣泛的通訊能力,容易實(shí)現(xiàn)的分布式結(jié)構(gòu)以及用戶(hù)友好的操作使SIMATIC S7-400成為中、高檔性能控制領(lǐng)域中首選的理想解決方案。
SINAMICS是西門(mén)子公司新一代的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品,它將取代現(xiàn)有的MASTERDRIVES及SIMODRIVE系列的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、SINAMICS系列中的SINAMICS S120是集V/F控制、矢量控制、伺服控制為一體的多軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),具有模塊化的設(shè)計(jì)。各模塊間通過(guò)高速驅(qū)動(dòng)通訊接口DRIVE-CLIQ相互連接。
2、硬件組態(tài)
2.1 PROFIBUS DP總線
PR
4、OFIBUS DP是一種高速低成本工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線,用于設(shè)備級(jí)控制系統(tǒng)與分散式I/O的通信。使用PROFIBUS DP可取代辦24VDC或4-20mA信號(hào)傳輸。PROFIBUS DP用于現(xiàn)場(chǎng)層的高速數(shù)據(jù)傳送,主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息??偩€循環(huán)時(shí)間必須要比主站(PLC)程序循環(huán)時(shí)間短。除周期性用戶(hù)數(shù)據(jù)傳輸外,PROFIBUS DP還提供智能化設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài).診斷和報(bào)警處理。PROFIBUS是一種用于工廠自動(dòng)化車(chē)間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到車(chē)間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò),從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備
5、智能化提供了可行的解決方案。
S7-400與SINAMICS S120之間通過(guò)PROFIBUS DP總線可進(jìn)行周期性及非周期性數(shù)據(jù)通訊。使用標(biāo)準(zhǔn)S7功能塊SFC14/SFC15,S7-300/400PLC通過(guò)PROFIBUS周期性通訊方式可將控制字1(CTW1)和主設(shè)定值(NSERP_B)發(fā)送至驅(qū)動(dòng)器,使用標(biāo)準(zhǔn)S7功能塊SFC58/SFC59,可以實(shí)現(xiàn)非周期性數(shù)據(jù)交換,讀取或?qū)懭腧?qū)動(dòng)器的參數(shù),通常是在需要改變參數(shù)值時(shí),才進(jìn)行讀寫(xiě)操作。
2.2 PROFIBUS DP地址設(shè)置
變頻器S120地址設(shè)置,有兩種方式:
1、通過(guò)CU320模塊上的撥碼開(kāi)關(guān)
6、設(shè)置地址,地址設(shè)置有效值為1~126。注意:通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)改變地址時(shí)應(yīng)斷掉變頻器電源。
2、撥碼開(kāi)關(guān)全部撥到OFF或ON狀態(tài)時(shí)可以利用參數(shù)P918設(shè)置地址,否則P918參數(shù)中設(shè)置的地址是無(wú)效的。變頻器的PROFIBUS通訊波特率默認(rèn)為:1.5Mbps。
3、軟件編程
3.1 報(bào)文結(jié)構(gòu)
在Starter軟件里設(shè)置PROFIBUS通訊報(bào)文格式,例如:SIEMENS message frame 105 PZD10/10,點(diǎn)擊Transfer to HW configuration,PLC中就選擇了同樣的報(bào)文格式,同時(shí)為變頻器的整流模塊及電機(jī)模塊分配地址。
7、編寫(xiě)程序時(shí)使用這些地址便可訪問(wèn)變頻器,實(shí)現(xiàn)通訊功能。
3.2 用PROFIBUS DP總線對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)起、停控制及速度給定
3.2.1 周期通訊
S7-400PLC通過(guò)PROFIBUS DP網(wǎng)周期性通訊方式將控制字1(CTW1)和主設(shè)定值(NSETP_B)發(fā)送至驅(qū)動(dòng)器。
1、控制字中Bit0做電機(jī)的起、??刂?。
2、主設(shè)定值為速度設(shè)定值,頻率設(shè)定值和實(shí)際值要經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化,使得4000(十六進(jìn)制)對(duì)應(yīng)于50Hz,發(fā)送的最高頻率(最大值)為7FFF。可以再P2000中修改標(biāo)準(zhǔn)化頻率,及參考頻率(缺省值為50Hz)。
3、當(dāng)組態(tài)的報(bào)
8、文結(jié)構(gòu)PZD=2或自由報(bào)文999時(shí),頻率設(shè)定值為一個(gè)字,在S7-400中可用“MOVE”指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送;當(dāng)組態(tài)的報(bào)文結(jié)構(gòu)PZD>2,頻率設(shè)定值為兩個(gè)字時(shí),在S7-400中對(duì)PZD(過(guò)程數(shù)據(jù))讀寫(xiě)參數(shù)時(shí)需調(diào)用SFC14和SFC15系統(tǒng)功能塊。本例中使用SFC14與SFC15接受和發(fā)送數(shù)據(jù)。
SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀PROFIBUS從站的數(shù)據(jù)
SFC15(“DPWR_DAT”)用于將數(shù)據(jù)寫(xiě)入PROFIBUS從站
其中,EN為使能位,LADDR位為變頻器地址,RECORD為相應(yīng)DB塊地址,eg:P#DB142.DBX 0.0 BYTE 64為DB
9、142從第0位開(kāi)始的64個(gè)字節(jié)。RET_VAL為返回值。PLC通過(guò)周期通訊將控制字和主設(shè)定值發(fā)送給變頻器,控制變頻器的起、停及速度給定。
3.2.2 非周期通訊
S7-400PLC通過(guò)PROFIBUS非周期性通訊方式讀取參數(shù)需使用SFC58和SFC59兩個(gè)功能塊。使用SFC58/59可以交換大量的用戶(hù)數(shù)據(jù)(最多240bytes)。用擴(kuò)展PROFIBUS DP功能可以實(shí)現(xiàn)非周期性數(shù)據(jù)交換。傳輸數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容應(yīng)遵照非周期參數(shù)通道結(jié)構(gòu)。
控制變頻器運(yùn)行通過(guò)先發(fā)送典型控制字047E再發(fā)送047F(Bit0的信號(hào)邊沿:ON)實(shí)現(xiàn)。
停止變頻器通過(guò)發(fā)送典型控制
10、字047E(Bit0的信號(hào)邊沿:OFF)實(shí)現(xiàn)。
讀取變頻器狀態(tài)字及頻率實(shí)際值:PLC接收狀態(tài)字1(STSW1)與變頻器傳來(lái)的頻率實(shí)際值(NACT_B)。
4、結(jié)論
通過(guò)以上舉例講述,以PROFIBUS DP為基礎(chǔ)的PLC與變頻器之間的通訊協(xié)議,在企業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,其還可以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控功能,實(shí)時(shí)了解和掌握變頻器等設(shè)備運(yùn)行的狀況,與傳統(tǒng)方法相比,具有簡(jiǎn)單、高效、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),PLC與變頻器通訊的應(yīng)用已經(jīng)成為控制電機(jī)調(diào)速的主要手段。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介
李文波(1984.10- ):男,漢族,河北遷安人,大學(xué)本科學(xué)歷,首鋼京唐公司,助理工程師,主要從事自動(dòng)化儀表專(zhuān)業(yè)工作。
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12、理 ERP系統(tǒng)的銷(xiāo)售與分銷(xiāo)模塊在首鋼京唐公司的實(shí)施 如何加強(qiáng)和完善消防監(jiān)督執(zhí)法制度的探討 抓好公路工程管理與質(zhì)量管理的體會(huì) 談電力信息化建設(shè)存在的問(wèn)題 淺談會(huì)計(jì)建筑企業(yè)財(cái)務(wù)管理 新會(huì)計(jì)準(zhǔn)則對(duì)會(huì)計(jì)信息質(zhì)量的影響 淺談民用航空產(chǎn)品如何開(kāi)展首件檢驗(yàn)工作 當(dāng)前醫(yī)院檔案管理創(chuàng)新探析 論甲方管理人員施工現(xiàn)場(chǎng)管理技術(shù)探討 淺析新形式下消防重點(diǎn)單位的監(jiān)督與管理 論中等職業(yè)院校教
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