S7-1200與G150 CU320-2PN的PROFINET通訊第部分 控制變頻器的起停和調(diào)速

目錄:

1PROFINET 通訊功能概述

2S7-1200與G150的PROFINET  PZD通訊實(shí)例

2.1硬件列表

2.2軟件列表

2.3硬件組態(tài)

2.3.1創(chuàng)建S7-1200項(xiàng)目

2.3.2添加S7-1214C DC/DC/DC

2.3.3添加G150站

2.3.4組態(tài)S7-1200的Device Name和分配IP地址

2.3.5組態(tài)G150的Device Name和分配IP地址

2.3.6組態(tài)G150的報(bào)文

2.3.7下載硬件配置

2.4SINAMICS G150的配置

2.4.1搜索G150站點(diǎn)：

2.4.2配置G150

2.4.3G150調(diào)試

2.5通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1控制電機(jī)的起停及速度

3PROFINET報(bào)文結(jié)構(gòu)及控制字和狀態(tài)字

3.1報(bào)文結(jié)構(gòu)

3.2控制字

3.3狀態(tài)字

4文檔說(shuō)明

PROFINET 通訊功能概述

SINAMICS G150的控制單元CU320-2PN支持基于PROFINET的周期過(guò)程數(shù)據(jù)交換和變頻器參數(shù)訪問(wèn)。

周期過(guò)程數(shù)據(jù)交換

PROFINET IO控制器可以將控制字和主給定值等過(guò)程數(shù)據(jù)周期性的發(fā)送至變頻器，并從變頻器周期性的讀取狀態(tài)字和實(shí)際轉(zhuǎn)速等過(guò)程數(shù)據(jù)。

變頻器參數(shù)訪問(wèn)

提供PROFINET IO控制器訪問(wèn)變頻器參數(shù)的接口，可以通過(guò)非周期通訊方式訪問(wèn)變頻器的參數(shù)：PROFINET IO控制器通過(guò)非周期通訊訪問(wèn)變頻器數(shù)據(jù)記錄區(qū)，每次可以讀或?qū)懚鄠€(gè)參數(shù)。

本文通過(guò)示例介紹S7-1200與G150 CU320-2PN的PROFINET PZD通信，以組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1為例介紹通過(guò)S7-1200如何控制變頻器的起停、調(diào)速以及讀取變頻器狀態(tài)字和電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速。

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2 S7-1200與G150的PROFINET PZD通訊實(shí)例

2.1 硬件列表

設(shè)備

訂貨號(hào)

版本

S7-1214C DC/DC/DC

6ES7 214-1AE30-0XB0

V2.2

G150

6SL3710-1GE32-1AA3 K95

V4.7

表2-1硬件列表

2.2 軟件列表

軟件名稱

版本

TIA Portal

V13

Starter

V4.4

表2-2軟件列表

2.3 硬件組態(tài)

2.3.1 創(chuàng)建S7-1200項(xiàng)目

打開(kāi)TIA PORTAL軟件：

1. 選擇創(chuàng)建新項(xiàng)目；

2. 輸入項(xiàng)目名稱；

3. 點(diǎn)擊“創(chuàng)建”按鈕，創(chuàng)建一個(gè)新的項(xiàng)目。

圖2-1創(chuàng)建S7-1200項(xiàng)目

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2.3.2 添加S7-1214C DC/DC/DC

1. 打開(kāi)項(xiàng)目視圖，點(diǎn)擊"添加新設(shè)備"，彈出添加新設(shè)備對(duì)話框；

2. 設(shè)備樹(shù)中選擇S7-1200->CPU->CPU 1214C DC/DC/DC->6ES7 214-1AE30-0XB0；

3. 選擇CPU版本號(hào)；

4. 點(diǎn)擊“確定”按鈕。

圖2-2添加S7-1200 CPU1214C DC/DC/DC

2.3.3 添加G150站

1. 點(diǎn)擊“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)”，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)視圖頁(yè)面；

2. 將硬件目錄中“其它現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備-> PROFINET IO -> Drives -> Siemens AG -> SINAMICS -> SINAMICS G130/G150 CU320-2 PN V4.7”模塊拖拽到網(wǎng)絡(luò)視圖空白處；

3. 點(diǎn)擊藍(lán)色提示“未分配”以插入站點(diǎn)，選擇主站“PLC_1.PROFINET接口_1”，完成與IO 控制器的網(wǎng)絡(luò)連接。

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圖2-3添加G150站

2.3.4 組態(tài)S7-1200的Device Name和分配IP地址

1. 選擇CPU1214C DC/DC/DC，點(diǎn)擊“以太網(wǎng)地址”；

2. 分配IP地址；

3. 設(shè)置其Device Name為“plc1200”。

圖2-4設(shè)置CPU1214C DC/DC/DC的Device Name和分配IP地址

2.3.5 組態(tài)G150的Device Name和分配IP地址

1. 選擇G150，點(diǎn)擊“PROFINET接口”；

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2. 分配IP地址；

3. 設(shè)置其Device Name為“g150pn”。

圖2-5設(shè)置G150的Device Name和分配IP地址

2.3.6 組態(tài)G150的報(bào)文

完成上面的操作后，硬件組態(tài)中S7-1200和G150的IP地址和Device Name就已經(jīng)設(shè)置好了。現(xiàn)在組態(tài)G150的報(bào)文：

1. 將硬件目錄中“模塊->DO Vector”拖拽到“設(shè)備概覽”視圖的插槽中；

2. 將硬件目錄中“子模塊-> Standard telegram1，PZD-2/2 ”拖拽到“設(shè)備概覽”視圖的插槽中，系統(tǒng)自動(dòng)分配了輸入輸出地址，本示例中分配的輸入地址IW68、IW70，輸出地址QW64、QW66；

3. 編譯項(xiàng)目。

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圖2-6組態(tài)通訊報(bào)文

2.3.7 下載硬件配置

1. 鼠標(biāo)單擊“PLC_1”選項(xiàng)；

2. 點(diǎn)擊“下載到設(shè)備”按鈕；

3. 選擇PG/PC接口類型，PG/PC接口和子網(wǎng)的鏈接；

4. 點(diǎn)擊“開(kāi)始搜索”按鈕，選中搜索到的設(shè)備“PLC_1”，點(diǎn)擊“下載”按鈕，完成下載操作。

圖2-7下載硬件配置

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2.4 SINAMICS G150的配置

在完成S7-1200的硬件配置下載后，S7-1200與G150還無(wú)法進(jìn)行通訊，為G150分配Device Name和IP地址，保證為G150實(shí)際分配的Device Name與硬件組態(tài)中為G150分配的Device Name一致。

2.4.1 搜索G150站點(diǎn)：

打開(kāi)Starter軟件，新建一個(gè)項(xiàng)目：

1. 點(diǎn)擊“Accessible Nodes”，搜索在線的站點(diǎn)；

2. 右鍵點(diǎn)擊搜索到的G150站點(diǎn)，選擇“Edit Ethernet node”，彈出“Edit Ethernet node”的對(duì)話框。

圖2-8搜索G150站點(diǎn)

2.4.2 配置G150

在“Edit Ethernet node”對(duì)話框中設(shè)置IP地址、子網(wǎng)掩碼和Device name：

1. 設(shè)置G150的IP地址和子網(wǎng)掩碼；

2. 點(diǎn)擊“Assign IP configuration”；

3. 設(shè)置G150的Device name為“g150pn”；

4. 點(diǎn)擊“Assign name”；

5. 點(diǎn)擊“close”關(guān)閉對(duì)話框。

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圖2-9 配置G150站點(diǎn)

2.4.3 G150調(diào)試

完成G150配置之后，可以重新在“Project”菜單中選擇“Accessible Nodes”選項(xiàng)，將在線的G150上載到PG/PC中，可使用“Automatic configuration”對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置在線進(jìn)行自動(dòng)配置，并完成靜態(tài)識(shí)別和控制器優(yōu)化。然后為驅(qū)動(dòng)器配置報(bào)文，配置結(jié)束后執(zhí)行"Copy RAM to ROM"將參數(shù)存貯至CF卡中。

1. 設(shè)置P0922=1，選擇“標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1，PZD2/2”。

圖2-10 設(shè)置G150報(bào)文

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2.5 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1控制電機(jī)的起停及速度

S7-1200通過(guò)PROFINET PZD通訊方式將控制字1（STW1）和主設(shè)定值（NSOLL_A）周期性的發(fā)送至變頻器，變頻器將狀態(tài)字1（ZSW1）和實(shí)際轉(zhuǎn)速（NIST_A）發(fā)送到S7-1200。

1. 控制字：常用控制字如下，有關(guān)控制字1（STW1）詳細(xì)定義請(qǐng)參考“3 PROFINET報(bào)文結(jié)構(gòu)及控制字和狀態(tài)字”章節(jié)。

? 047E(16進(jìn)制) - OFF1停車

? 047F(16進(jìn)制) - 正轉(zhuǎn)啟動(dòng)

2. 主設(shè)定值：速度設(shè)定值要經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化，變頻器接收十進(jìn)制有符號(hào)整數(shù)16384（4000H十六進(jìn)制）對(duì)應(yīng)于百分之100的速度，接收的大速度為32767（百分之200）。參數(shù)P2000中設(shè)置百分之100對(duì)應(yīng)的參考轉(zhuǎn)速。

3. 反饋狀態(tài)字詳細(xì)定義請(qǐng)參考“3 PROFINET報(bào)文結(jié)構(gòu)及控制字和狀態(tài)字”章節(jié)。

4. 反饋實(shí)際轉(zhuǎn)速同樣需要經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化，方法同主設(shè)定值。

示例：通過(guò)TIA PORTAL軟件“監(jiān)控表”模擬控制變頻器起停、調(diào)速和監(jiān)控變頻器運(yùn)行狀態(tài)。

數(shù)據(jù)方向

PLC I/O地址

變頻器過(guò)程數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)類型

PLC -> 變頻器

QW64

PZD1 - 控制字1（STW1）

U16(16Bit)

QW66

PZD2 - 主設(shè)定值（NSOLL_A）

有符號(hào)整數(shù)(16Bit)

變頻器 -> PLC

IW68

PZD1 - 狀態(tài)字1（ZSW1）

U16(16Bit)

IW70

PZD2 - 實(shí)際轉(zhuǎn)速（NIST_A）

有符號(hào)整數(shù)(16Bit)

表2-3 PLC I/O地址與變頻器過(guò)程值

1. 程序：

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圖2-11程序

2. 啟動(dòng)變頻器

啟動(dòng)變頻器需將控制字1（STW1）16#047E寫(xiě)入QW64使變頻器運(yùn)行準(zhǔn)備就緒，然后將16#047F寫(xiě)入QW64啟動(dòng)變頻器。

3. 停止變頻器

將16#047E寫(xiě)入QW64停止變頻器；

4. 調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速

將主設(shè)定值（NSOLL_A）十六進(jìn)制2000寫(xiě)入QW66，設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速為750rpm。

5. 讀取IW68和IW70分別可以監(jiān)視變頻器狀態(tài)字和電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速。

圖2-12監(jiān)控表

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3 PROFINET報(bào)文結(jié)構(gòu)及控制字和狀態(tài)字

3.1 報(bào)文結(jié)構(gòu)

表3-1報(bào)文結(jié)構(gòu)

表3-2 控制字和設(shè)定值一覽 13

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表3-3 狀態(tài)字和實(shí)際值一覽

3.2 控制字

控制字位

含義

參數(shù)設(shè)置

0

ON/OFF1

P840=r2090.0

1

OFF2停車

P844=r2090.1

2

OFF3停車

P848=r2090.2

3

脈沖使能

P852=r2090.3

4

使能斜坡函數(shù)發(fā)生器

P1140=r2090.4

5

繼續(xù)斜坡函數(shù)發(fā)生器

P1141=r2090.5

6

使能轉(zhuǎn)速設(shè)定值

P1142=r2090.6

7

打開(kāi)抱閘

P0855=r2090.7

8

JOG1

P1055=r2090.8

9

JOG2

P1056=r2090.9

10

通過(guò)PLC控制

P854=r2090.10

11

未使用

12

轉(zhuǎn)速控制器使能

P0856=r2090.12

13

未使用

14

閉合抱閘

P0858=r2090.14

15

未使用

表3-4 控制字

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3.3 狀態(tài)字

狀態(tài)字位

含義

參數(shù)設(shè)置

0

接通就緒

r899.0

1

運(yùn)行就緒

r899.1

2

運(yùn)行使能

r899.2

3

JOG當(dāng)前有

r2139.3

4

OFF2激

r899.4

5

OFF3激

r899.5

6

禁止合閘

r899.6

7

驅(qū)動(dòng)就緒

r2139.7

8

控制器使能

r2197.7

9

控制請(qǐng)求

r899.9

10

未使用

11

脈沖使能

r899.11

12

打開(kāi)抱閘裝置

r899.12

13

抱閘裝置閉合指令

r899.13

14

制動(dòng)控制的脈沖使能

r899.14

15

制動(dòng)控制的設(shè)定值使能

r899.15