西門子模塊6ES7313-6CG04-0AB0

一、DP總線通訊功能概述 S7-300/400與SINAMICS S120 之間通 ......

一、DP總線通訊功能概述

S7-300/400與SINAMICS S120 之間通過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PROFIBUS周期性通訊方式可將控制字1(CTW1)和主設(shè)定值(NSETP_B)發(fā)送至驅(qū)動器；使用標(biāo)準(zhǔn)S7功能塊SFC58 / SFC59，可以實現(xiàn)非周期性數(shù)據(jù)交換，讀取或?qū)懭腧?qū)動器的參數(shù)。

二、S7-300/400與S120裝置的連接
 

三、驅(qū)動器站地址設(shè)置

1.  驅(qū)動裝置的PROFIBUS通訊地址設(shè)置有兩種方法：

(1) 通過CU控制單元上的撥碼開關(guān)實現(xiàn)地址設(shè)置，有效地址值為：1…126,本例中地址設(shè)置見下圖。

注意：通過撥碼開關(guān)改變地址時應(yīng)斷掉變頻器電源

(2) 在撥碼開關(guān)全部撥到OFF或ON狀態(tài)時可以利用參數(shù)P918設(shè)置地址,否則

P918參數(shù)中設(shè)置的地址是無效的。

驅(qū)動裝置的PROFIBUS 通訊波特率默認(rèn)為：1.5Mbps

2.   在S7-300/400的硬件組態(tài)中設(shè)定的驅(qū)動裝置站地址應(yīng)與驅(qū)動裝置的站地址*。

圖.1
 

四、通訊報文設(shè)置

對于不同的驅(qū)動裝置只有特定的報文結(jié)構(gòu)能被選用，詳細(xì)描述請參考：SINAMICS_S120_Commissioning_Manual。表1為常用報文。

表1. 

報文格式999為用戶自定義報文，當(dāng)用戶選擇此報文格式時，電機(jī)的起、停控制位等需自己做關(guān)聯(lián)。此時必須將PLC控制請求置1（P854=1）。

注意：用戶可在S7-300/400硬件配置時根據(jù)需要配置報文結(jié)構(gòu)，配置結(jié)束后進(jìn)行
    編譯保存；之后打開Starter，核對報文結(jié)構(gòu)是否*，若不*需在Starter
       中打開“configuration”做調(diào)整后點擊“Transfer to HW config”按鈕。

圖.2

西門子CPU314C-2DP模塊
DC/AC 驅(qū)動裝置報文設(shè)定

圖.3

五、用DP總線對電機(jī)起、停及速度控制

        S7-300/400PLC通過PROFIBUS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)定值和實際值要經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化，使得4000H(十六進(jìn)制)對應(yīng)于100%，發(fā)送的高頻率(大值)為7FFFH(200%)?？梢栽?/span>P2000中修改參考頻率(缺省值為50Hz)。

        (3) 組態(tài)的報文結(jié)構(gòu) PZD=2或自由報文999時，在S7-300/400 中可用“MOVE”指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送；當(dāng)組態(tài)的報文結(jié)構(gòu)  PZD>2，在S7-300/400 中需調(diào)用SFC14和SFC15系統(tǒng)功能塊。

        ?   SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀Profibus 從站的過程數(shù)據(jù)

        ?   SFC15(“DPWR_DAT”)用于將過程數(shù)據(jù)寫入Profibus 從站

例子：SERVO_02 ”控制字、主設(shè)定值的發(fā)送及狀態(tài)字、實際頻率的讀取程序

       (1) 控制驅(qū)動器運行：

       通過先發(fā)送控制字(STW1)047E然后發(fā)送047F來啟動驅(qū)動器，該數(shù)據(jù)控制字在DB10.DBW8(見圖4)中，主設(shè)定值在DB10.DBD10中設(shè)定，運行信號為M1.0。這些值均通過變量表VAT_2設(shè)定及監(jiān)控?？刂瞥绦蛞妶D3。

   （2）停止驅(qū)動器：

       應(yīng)發(fā)送控制字047E至驅(qū)動器。

   （3）讀取驅(qū)動器狀態(tài)字及頻率實際值：

       PLC接收狀態(tài)字1(ZSW1)，存放在DB10.DBW0中；接收驅(qū)動器傳來的頻率實際值，存放在DB10.DBD2中。

圖3.  控制程序

圖4. DB10

CPU 314C-2 DP 安裝有：

• 微處理器;
  處理器處理每條二進(jìn)制指令的時間可達(dá) 60 ns。
• 擴(kuò)展存儲器;
  192 KB 高速工作存儲器（相當(dāng)于約 64 K 指令），用于程序段執(zhí)行，可以為用戶程序提供足夠的存儲器空間
  SIMATIC 微型存儲卡（大 8 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。
• 靈活的擴(kuò)展能力;
  多達(dá) 31 個模塊，（4排結(jié)構(gòu)）
• MPI多點接口
  內(nèi)置 MPI 接口可以多同時建立 12 個與 S7-300/400 或與 PG、PC、OP 的連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個連接。通過“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”，MPI可以用來建立多16個CPU組成的簡單網(wǎng)絡(luò)。
• PROFIBUS DP 接口:
  帶有 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU 314C-2 DP 可以用來建立高速、易用的分布式自動化系統(tǒng)。 對用戶來說,分布式I/O單元可作為一個集中式單元來處理(相同的組態(tài)、編址和編程).
• 內(nèi)置輸入/輸出；
  在 CPU 314C-2 DP 中，提供有 24 路數(shù)字量輸入（所有輸入都可用作報警處理），16 路數(shù)字量輸出以及 4路模擬量輸入和 2 路模擬量輸出（用于電流/電壓信號），以及 1 路附加輸入（用于測量溫度 (Pt100)），使其可以成為上位控制系統(tǒng)。
• 口令保護(hù);
  用戶程序使用密碼保護(hù)，可防止非法訪問。
• 塊加密；
  函數(shù) (FC) 和功能塊 (FB) 可以通過 S7-Block Privacy，加密存儲于 CPU 以保護(hù)專有技術(shù)。
• 診斷緩沖;
  診斷緩沖區(qū)中可存儲后 500 條錯誤和中斷事件，其中的 100 條事件可以長期存儲。
• 免維護(hù)的數(shù)據(jù)后備;
  如果發(fā)生斷電，則可通過 CPU 將所有數(shù)據(jù)（大 64 KB）自動寫入到 SIMATIC 微型存儲卡，且將在再次通電時保持不變。

可參數(shù)化的特性

可以使用 STEP 7 對 S7 的組態(tài)、屬性以及CPU的響應(yīng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：

• 概要：
  定義名稱、上位系統(tǒng)名稱和位置名稱
• MPI多點接口;西門子CPU314C-2DP模塊
  定義站地址
• 啟動；
  定義 CPU 的啟動特性和監(jiān)視時間
• 循環(huán)/時鐘存儲器；
  定義大的掃循環(huán)描時間和負(fù)載設(shè)置時鐘存儲器地址
• 記憶性；
  定義具有保持功能的存儲位、計數(shù)器、定時器和數(shù)據(jù)塊的數(shù)量
• 日時鐘中斷；
  設(shè)定起始日期、起始時間和間隔周期
• 周期中斷；
  周期設(shè)定
• 系統(tǒng)診斷；
  確定診斷消息的處理和范圍
• 時鐘；
  設(shè)定AS內(nèi)或MPI上的同步類型
• 防護(hù)等級；
  定義程序和數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限
• 通訊；
  保留連接源
• PROFIBUS DP 主站/從站接口;
  針對分布式 I/O 的用戶定義地址分配。對操作模式進(jìn)行參數(shù)化，并組態(tài)使用 PROFIBUS DP 時的傳輸區(qū)域。對時間同步進(jìn)行參數(shù)化
• 數(shù)字量輸入/輸出
  地址設(shè)定，輸入繼電器和過程中斷
• 模擬輸入/輸出
  地址設(shè)置，對于輸入：溫度單元，測量類型，量程，以及干擾頻率；對于輸出：輸出類型和輸出范圍
• 集成功能“計數(shù)器” 
  設(shè)定地址，以及 “連續(xù)計數(shù)”“單次計數(shù)”“周期計數(shù)”“頻率測量”和“脈寬調(diào)制”模式下的參數(shù)分配
• 集成功能“定位器” 
  設(shè)定地址，“數(shù)字輸出定位”和“模擬輸出定位”參數(shù)
• 集成“規(guī)則”功能

顯示功能與信息功能

• 狀態(tài)和故障指示；
  發(fā)光二極管顯示，例如，硬件、編程、定時器或I/O出錯以及運行模式，如RUN、STOP、Startup。
• 測試功能；
  可使用編程器顯示程序執(zhí)行過程中的信號狀態(tài)，可以不通過用戶程序而修改過程變量，以及輸出堆棧內(nèi)容。
• 信息功能；
  通過編程器以文本形式為用戶提供存儲能力信息、CPU的運行模式，以及主存儲器和裝載存儲器當(dāng)前的使用情況、當(dāng)前的循環(huán)時間和診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容。

集成的通訊功能

• 編程器/OP 通訊
• 全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊
• S7 基本通訊
• S7 通訊(只是服務(wù)器)
• 路由
• 數(shù)據(jù)記錄路由

集成功能

• 計數(shù)器；
  4個計數(shù)器(高60kHz)，具有獨立方向的比較器，可直接連接到24V增量編碼器。
• 4通道頻率測量；
  允許進(jìn)行頻率測量（高達(dá) 60 kHz），例如，測量軸速或吞吐量（每個測量周期內(nèi)的件數(shù)）。
• 周期測量
  4個通道?？蓽y量計數(shù)信號的周期時間，計數(shù)頻率高為 1 KHz。
• 脈寬調(diào)制；
  4個輸出可直接連接控制閥、執(zhí)行器、開關(guān)設(shè)備、加熱裝置等，例如采樣頻率為 2.5 kHz。 可設(shè)置周期長度并可在運行時修改占空比。
• 定位控制
  集成在操作系統(tǒng)中的 SFB 可通過 2 個數(shù)字量輸出或 1 個模擬量輸出對 1 個軸進(jìn)行定位控制。
• 報警輸入（所有數(shù)字量輸入）；
  報警輸入可以檢測過程事件，并在短的時間內(nèi)觸發(fā)響應(yīng)。

應(yīng)用描述

通過開放式用戶通信（Open User communication,OUC）  S7-1200/1500 和 S7-300/400 CPU 可以使用集成的 PN/IE 接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
OUC允許 CPU 與任何通信設(shè)備進(jìn)行開放式數(shù)據(jù)交換。由于此通信僅由用戶程序中的指令進(jìn)行控制，因此可以在程序中建立和終止事件驅(qū)動型連接。在運行期間，
也可以通過用戶程序修改連接。
對于具有集成 PN/IE 接口的 CPU，可使用 TCP、UDP 和 ISO-on-TCP 連接類型進(jìn)行開放式用戶通信。
本應(yīng)用介紹S7-1500與S7-300/400之間通過集成PN/IE接口進(jìn)行TCP開放式用戶通信。

解決方案

對于S7-1500與S7-300/400之間進(jìn)行開放式用戶通信，根據(jù)組態(tài)編程的方式不同，又可以分為：
    * 用TIA Portal STEP 7在同一項目下組態(tài)編程
    * 用TIA Portal STEP 7在不同項目下組態(tài)編程
    * 不同項目下分別用TIA Portal STEP 7 組態(tài)編程S7-1500和用STEP 7 V5.x組態(tài)編程S7-300/400
下載附件中的文檔以第三種方式（即不同項目下分別用TIA Portal STEP 7 V1x組態(tài)S7-1500和以經(jīng)典STEP 7V5.x組態(tài)S7-30/400）為例介紹如何實現(xiàn)S7-1500與S7-300/400的
TCP開放式用戶通信，并提項目程序下載。同時，也提供前兩種組態(tài)模式的項目程序下載，但沒有文檔說明，用戶可參考第三種模式的文檔。
對于同一項目下的程序，下載后類型為*.zap13的文件直接用TIA Portal STEP7 V13恢復(fù)打開（項目視圖---項目----恢復(fù)）。
對于不同項目下的程序，下載后類型*.zip的文件先解壓到文件夾，其中，解壓出來的*.zap13文件直接用TIA Portal STEP7 V13恢復(fù)打開（項目視圖下菜單：項目---恢
復(fù)），解壓出來的*.zip文件可直接用STEP7 V5.5恢復(fù)打開（菜單：文件---恢復(fù)）或再次解壓后由STEP7 V5.5打開。

技術(shù)規(guī)范

西門子模塊6ES7313-6CG04-0AB0