1 G120 PROFIBUS通信功能概述
SINAMICS G120第二代控制單元CU240B-2 DP、CU240E-2 DP、CU240E-2 DP F支持基於PROFIBUS的週期過程數據交換和變頻器參數訪問。
> 週期過程數據交換--通過該通信PROFIBUS主站可將控制字和主設定值等過程數據週期性的發送至變頻器，並從變頻器週期性的讀取狀態字和實際轉速等過程數據。G120最多可以接收和發送8個過程數據。該通信使用週期性通信的PZD通道（過程數據區），變頻器不同的報文類型定義了不同數量的過程數據（PZD）。
> 變頻器參數訪問--提供PROFIBUS主站訪問變頻器參數的接口，有兩種方式能夠訪問變頻器參數：
- 週期性通信的PKW通道（參數數據區）：通過PKW通道主站可以讀寫變頻器參數，每次只能讀或寫一個參數，PKW通道的長度固定為4個字。
- 非週期性通信：主站採用PROFIBUS-DPV1通信訪問變頻器數據記錄區，每次可以讀或寫多個參數。
本文通過示例介紹S7-1200與CU240E-2 DP F的PROFIBUS PZD通信，以組態標準報文1為例介紹通過S7-1200如何控制變頻器的起停、調速以及讀取變頻器狀態和電機實際轉速。
2 S7-1200與CU240X-2 DP的PROFIBUS PZD通信實例
2.1 硬件列表
表2-1硬件列表
設備
訂貨號
版本
S7-1200 CPU1214 C DC/DC/DC 6ES7 214-1AE30-0XB0V2.2PROFIBUS主站模塊CM1243-56GK7 243-5DX30-0XE0V1.0CU240E-2 DP F 6SL3244-0BB13-1PA1V4.4
2.2 變頻器設置
• 設置地址：兩種方式設置PROFIBUS地址：
1) 通過DIP開關設置PROFIBUS地址，本示例設置地址為10，如右圖所示；
2) 當所有DIP開關都被設置為on或off狀態，通過P918設置PROFIBUS地址；
注意：DIP開關設置PROFIBUS地址優先。
圖2-1 DIP開關設置地址
• 通信參數基本設置：設置變頻器接口宏P0015=7；設置通信報文為標準報文P0922=1（有關報文類型信息請參考“3 PROFIBUS報文結構及控制字和狀態字”章節）
2.3 S7-1200硬件組態
• 創建S7-1200項目：打開TIA PORTAL軟件；1）選擇創建新項目；2）輸入項目名稱；3）點擊“創建”按鈕；4）打開項目視圖。
圖2-2創建S7-1200項目
• 添加S7-1200 CPU1214C：打開項目試圖後；1）點擊“添加新設備”選項，彈出添加新設備對話框；2）設備樹中選擇相應的CPU本示例選擇CPU1214C DC/DC/DC；3）選擇CPU版本號；4）點擊“確定”按鈕。
圖2-3添加S7-1200 CPU1214C
• 添加PROFIBUS主站模塊CM1243-5：1）將硬件目錄中“通信模塊 -> CM1243-5 -> 6GK7 243-5DX30-0XE0 ”模塊拖拽到CPU左側第一個槽位中；2）單擊CM1243-5 PROFIBUS接口圖標；3）設備屬性對話框下點擊“PROFIBUS地址”項；4）點擊“添加新子網”按鈕，創建PROFIBUS_1網絡；5）使用默認PROFIBUS地址2。
圖2-4添加PROFIBUS主站模塊CM1243-5
• 添加CU240E-2 DP F從站：1）點擊網絡視圖按鈕進入網絡視圖頁面；2）將硬件目錄中“其它現場設備 -> PROFIBUS DP -> 驅動器 -> Siemens AG -> SINAMICS -> SINAMICS G120 CU240x-2 DP（F）V4.4 -> 6SL3 244-0BBxx-1PA1 ”模塊拖拽到網絡視圖空白處；3）點擊以插入站點藍色“未分配”提示，選擇主站“PLC_1.CM1243-5 PROFIBUS接口（X1）”，完成與主站網絡連接。
圖2-5添加CU240E-2 DP F從站
• 分配CU240E-2 DP F從站地址：1）鼠標單擊添加的CU240E-2 DP F從站；2）設備屬性對話框下點擊“PROFIBUS地址”項；3）選擇“PROFIBUS_1”網絡；4）設置PROFIBUS地址為10。
圖2-6分配CU240E-2 DP F從站地址
• 組態與CU240E-2 DP F通信報文：鼠標雙擊添加的CU240E-2 DP F從站，打開設備視圖； 1）將硬件目錄中“Standard telegram1，PZD-2/2 ”模塊拖拽到“設備概覽”視圖的第1個插槽中，系統自動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；2）編譯項目。
圖2-7組態與CU240E-2 DP F通信報文
• 下載硬件配置：1）鼠標單擊“PLC_1”選項；2）點擊“下載到設備”按鈕；3）選擇PG/PC接口類型，PG/PC接口，子網的鏈接；4）點擊“下載”按鈕。
圖2-8下載硬件配置
2.4 通過標準報文1控制電機起停及速度
S7-1200通過PROFIBUS PZD通信方式將控制字1（STW1）和主設定值（NSOLL_A）週期性的發送至變頻器，變頻器將狀態字1（ZSW1）和實際轉速（NIST_A_GLATT）發送到S7-1200.
- 控制字：常用控制字如下，有關控制字1（STW1）詳細定義請參考“3 PROFIBUS報文結構及控制字和狀態字”章節。
• 047E(16進制) - OFF1停車
• 047F(16進制) - 正轉啟動
• 0C7F(16進制) - 反轉啟動
• 04FE(16進制) - 故障復位
- 主設定值：速度設定值要經過標準化，變頻器接收十進制有符號整數16384（4000H十六進制）對應於100%的速度，接收的最大速度為32767（200%）。參數P2000中設置100%對應的參考轉速。
- 反饋狀態字詳細定義請參考“3 PROFIBUS報文結構及控制字和狀態字”章節。
- 反饋實際轉速同樣需要經過標準化，方法同主設定值。
示例：通過TIA PORTAL軟件“監控表”模擬控制變頻器起停、調速和監控變頻器運行狀態。
表2-2 PLC I/O地址與變頻器過程值
數據方向PLC I/O地址變頻器過程數據數據類型PLC -> 變頻器QW64PZD1 - 控制字1（STW1）16進制(16Bit)QW66 PZD2 - 主設定值（NSOLL_A）有符號整數(16Bit)變頻器 -> PLC IW68PZD1 - 狀態字1（ZSW1）16進制(16Bit)IW70PZD2 - 實際轉速（NIST_A_GLATT）有符號整數(16Bit)
- 啟動變頻器
- 首次啟動變頻器需將控制字1（STW1）16#047E寫入QW64使變頻器運行準備就緒，然後將16#047F寫入QW64啟動變頻器。
- 停止變頻器
- 將16#047E寫入QW64停止變頻器；
- 調整電機轉速
- 將主設定值（NSOLL_A）十進制16384寫入QW66，設定電機轉速為1500rpm。
- 讀取IW68和IW70分別可以監視變頻器狀態和電機實際轉速。
圖2-8監控表
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