一、PROFINET IO / RT通訊功能概述

CPU319-3 PN/DP與SINAMICS S120 之間通過PROFINET IO / RT可進行周期性及非周期性數(shù)據(jù)通訊。使用標準S7功能塊SFC14/SFC15，S7-300/400PLC通過PROFINET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；使用標準S7功能塊SFB52 / SFB53，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

1．硬件連接

圖 1.

(1). 通過PROFINET IO / RT 連接 SIMATIC CPU 319-3 PN/DP 及 CU310PN.

2.硬件：

3、使用的軟件

? STEP7 V5.4 SP2 HF3

? SCOUT V4.1 SP1

? STARTER V4.1 SP1

? S120 V2.5 SP1 HF1

? GSD V2.1文件:gsdml-v2.1-siemens-sinamics-s-cu3x0-20070726.xml

在CF 卡中的路徑: SIEMENSSINAMICSDATACFGCBE20GSD.ZIP

4、通訊概覽

Net Pro通訊配置

圖 2.

IP 地址及通訊名稱:

注意：所有節(jié)點的子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0。

三、條件

1.  PROFINET IO 條件

在本例中對于使用的軟件版本，還應(yīng)滿足下列條件：

應(yīng)用例程的發(fā)送時鐘為 1 ms。更新時間應(yīng)設(shè)為 2n ms，此值可允許的范圍為：

1 ms 至 512 ms。

四、項目配置

1、 Drive

2、硬件組態(tài)

(1)安裝SINAMCIS S120 CU310PN 的GSD文件

對于PROFIBUS DP 及 PROFINET IO 需要的所有 GSD 文件存在S120的CF卡中，將這些文件拷貝至本地硬盤并解壓縮。

在硬件配置中選擇“Options => Install GSD file"

圖 3.

GSD V2.1 (gsdml-v2.1-siemens-sinamics-s-cu3x0-yyyymmdd.xml) 可被安裝。

GSD文件安裝后，設(shè)備會出現(xiàn)在硬件組態(tài)的如下目錄中:

"PROFINET IO => Drives => SINAMICS => GSD => SINAMICS S120 CU310PN from 2.5"。

注意：

    ?   GSD 子文件夾只有在安裝DriveES 或 SIMOTION SCOUT后才有用。否則 GSD設(shè)備可直接在SINAMICS 文件夾中被找到。

    ?   如果安裝了 DriveES Basic / Simatic 或 SIMOTION SCOUT，則不必安裝 GSD 文件。

(2)對于CPU319建立PROFINET網(wǎng)絡(luò)

圖 4.

在插入CPU319-3PN/DP時會彈出建立PROFINET網(wǎng)絡(luò)的窗口，在此新建一個PROFINET網(wǎng)絡(luò)并設(shè)置此PLC PN節(jié)點的IP地址及子網(wǎng)掩碼。

(3)將CP310PN拖曳至PROFINET總線上(若安裝GSD文件)

圖 5.

將CP310PN拖曳至PROFINET總線上(若安裝Drive ES)

圖 6.

(4)雙擊310PN，打開其屬性窗口

分配其設(shè)備名稱及IP地址，此處選擇“Assign IP address via IO controler”。

圖 7.

(5)分配310PN控制的驅(qū)動及IO報文

圖 8.

(6)在"IO Cycle"中設(shè)置數(shù)據(jù)處理及響應(yīng)監(jiān)控的更新時間

圖 9.

3、初始化通訊節(jié)點

在硬件組態(tài)畫面中，點擊 "PLC =>Ethernet => Edit Ethernet nodes"，在打開的畫面中網(wǎng)絡(luò)可被瀏覽，通過此畫面配置310PN的設(shè)備名稱及IP地址。

圖 10.

五、使用STARTER / SCOUT調(diào)試

在 SIMATIC Manager 中鼠標右鍵點擊SINAMICS_CU310_PN ，選擇“open object”，可通過STARTER/SCOUT調(diào)試工具將CU310_PN 項目打開。

圖 10.

可通過使用"Automatic configuration"對驅(qū)動裝置在線進行自動配置。配置結(jié)束后通過"Copy RAM to ROM"將參數(shù)存貯至CF卡中。

本例中：

    ?   驅(qū)動裝置選擇報文“telegram 1 ”。

    ?   CU單元選擇報文“telegram 390。

圖 11.

CU參數(shù)化:

鼠標右鍵點擊"CU_S_126" ，選擇"Expert => Expert list"打開專家參數(shù)列表，可改變下列參數(shù)：

    ? P728.8 = output: DI/DO 8 可用于數(shù)字量輸出 (如果p922=390，自動設(shè)置
      p738=2091.0)。

    ? P922: PROFIBUS PZD SIEMENS telegram 390 (390)。

    ? p2104 BI: 2. Acknowledge faults SERVO_02 : r2090.7。

六、通過PN總線對電機起、停及速度控制

       S7-300/400PLC通過PROFINET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做電機的起、停控制。

       (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)過標準化，使得4000H(十六進制)對應(yīng)于百分之100，發(fā)送的高頻率(大值)為7FFFH(百分之200)。可以在P2000中修改參考頻率(缺省值為50Hz)。

       (3)       當組態(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”指令進行數(shù)據(jù)傳送；當組態(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”)用于讀驅(qū)動裝置的過程數(shù)據(jù)。

        ?   SFC15(“DPWR_DAT”)用于將過程數(shù)據(jù)寫入驅(qū)動裝置。

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.DBW4(見圖13)中指定，主設(shè)定值在DB10.DBD6中設(shè)定，運行信號為M1.0。這些值均通過變量表“Drive_Run”設(shè)定及監(jiān)控。控制程序見圖12。

   （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.DBW2中。

圖12.  控制程序

圖13. DB10

七、驅(qū)動器參數(shù)的讀取及寫入

1.擴展PROFIDRIVE功能(DPV1)

非周期性數(shù)據(jù)傳送模式允許：

    ?    交換大量的用戶數(shù)據(jù)

    ?    用DPV1的功能 READ 和 WRITE可以實現(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 PROFIdrive參數(shù)通道(DPV1)數(shù)據(jù)集DS47（非周期參
       數(shù)通道結(jié)構(gòu)）。

2. 參數(shù)請求及參數(shù)應(yīng)答的結(jié)構(gòu)

    參數(shù)請求包括三部分：請求標題、參數(shù)地址及參數(shù)值。

表2.參數(shù)請求格式

表3.參數(shù)應(yīng)答格式

表4.參數(shù)請求及應(yīng)答描述

表5.在DPV1參數(shù)應(yīng)答中的錯誤值描述

3. S7-300/400PLC通過PROFINET非周期性通訊方式讀取驅(qū)動器參數(shù)。

請注意：PLC讀取驅(qū)動器參數(shù)時使用兩個功能塊SFB52 / SFB53 (程序參見圖14)

舉例如下：

(1) 使用標志位M10.0及功能塊SFB53將讀請求(數(shù)據(jù)集RECORD DB1)(圖15)發(fā)送至驅(qū)動器。 

       將M10.0設(shè)定為數(shù)值1啟動讀請求，當讀請求完成后將該請求置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息。

(2) 使用標志位M10.2及功能塊SFB52讀取參數(shù)的請求響應(yīng)(響應(yīng)塊DB2)(參見圖16) 。

    將M10.2設(shè)定為數(shù)值1讀取參數(shù)請求響應(yīng)，完成后將該位置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息。

圖14.  讀取驅(qū)動器參數(shù)程序



圖15.  “寫”請求數(shù)據(jù)塊DB1

圖16.  驅(qū)動器返回參數(shù)值數(shù)據(jù)塊DB2

4. S7-300/400PLC通過PROFINET非周期性通訊方式修改驅(qū)動器參數(shù)P1217。

舉例如下：

       PLC寫參數(shù)時只需使用SFB53，在本項目的Network 4中發(fā)送寫請求DB101 (參見圖18) 到驅(qū)動器； PLC讀“寫參數(shù)”響應(yīng)時需使用SFB52，在本項目中讀取驅(qū)動器返回的參數(shù)值數(shù)據(jù)塊為DB102 (參見圖19) 。程序參見圖17。

 (1) 將M11.0設(shè)定為數(shù)值1啟動寫請求，當寫請求完成后將該請求置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息。

(2)  將M11.2設(shè)定為數(shù)值1讀請求，完成后將該請求置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息。

圖17.  寫入驅(qū)動器參數(shù)程序

圖18.  寫請求DB101

圖19.  驅(qū)動器返回的數(shù)據(jù)塊DB102