西門子S7-300FM350-2計數(shù)器模塊
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SIEMENS 上海隆彥自動化科技有限公司

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聯(lián)   系   人： 詹雪芬

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SIEMENS可編程控制器

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PROFIBUS現(xiàn)場總線條件下的PLC與傳動變頻器間的通訊

 引言西門子S7-300FM350-2計數(shù)器模塊

　　隨著現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的飛速發(fā)展，現(xiàn)場對傳動設(shè)備的快速性、連續(xù)性、系統(tǒng)性的使用要求越來越高。單臺變頻器的獨立運行的模式已經(jīng)不能滿足要求，多臺成組系統(tǒng)運行成為zui大特點。所有的本地柜前操作已經(jīng)發(fā)展為計算機集中遠程自動控制模式。這些特點都建立在計算機、plc、傳動裝置間的數(shù)據(jù)通訊的基礎(chǔ)上。以此來實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)監(jiān)控和控制命令的下達。現(xiàn)場總線的發(fā)明和應(yīng)用為實現(xiàn)上述功能提供了技術(shù)保證。現(xiàn)在使用較為廣泛的現(xiàn)場總線有:profibus、canbus、modbus、devicenet、lonworks等。本文重點介紹以profibus 現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的西門子simatic s7 plc和6es70系列變頻器間的通訊技術(shù)。

　　2 profibus現(xiàn)場總線概述

　　profibus是一種應(yīng)用較為廣泛的現(xiàn)場總線，其總線標(biāo)準(zhǔn)是總線標(biāo)準(zhǔn)ie61158的重要組成部分。是一種開放式系統(tǒng)，令牌結(jié)構(gòu)，以互聯(lián)網(wǎng)(open system interconnection-sio)作為參考模型。有3個兼容部分組成部分即profibus-dp(decentralized periphery)， profibus-pa(process automation)，profibus-fms(fieldbus message specification)。其中dp是一種高速低成本通訊，用于設(shè)備級控制系統(tǒng)與分散式i/o的通訊。采用rs485數(shù)據(jù)接口，傳輸介質(zhì)用光纖或雙絞電纜，傳輸波特率從(9.6k～12m)bps，傳輸距離可以通過repeter進行擴展，每個dp網(wǎng)上可以同時配置122個從站，是一種功能強大的現(xiàn)場總線。下面介紹的plc和變頻器間的通訊也是基于profibus-dp技術(shù)進行的。

　　3 profibus-dp的數(shù)據(jù)通訊格式

　　傳動裝置通過profibus-dp網(wǎng)與主站plc的接口是經(jīng)過通訊模塊cbp板來實現(xiàn)的，帶有dp口的s7-300和400 plc也可以通過cpu上的dp口來實現(xiàn)。采用rs485接口及支持(9.6k～12m)bps波特率數(shù)據(jù)傳輸(數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)如圖1所示)，其中數(shù)據(jù)的報文頭尾主要是來規(guī)定數(shù)據(jù)的功能碼、傳輸長度、奇偶校驗、發(fā)送應(yīng)答等內(nèi)容，主從站之間的數(shù)據(jù)讀寫的過程(如圖2所示)核心的部分是參數(shù)接口(簡稱pkw)和過程數(shù)據(jù)(簡稱pzd)，pkw和pzd共有五種結(jié)構(gòu)形式即:ppo1、ppo2、ppo3、ppo4、ppo5，其傳輸?shù)淖止?jié)長度及結(jié)構(gòu)形式各不相同。在plc和變頻器通訊方式配置時要對ppo進行選擇，每一種類型的結(jié)構(gòu)形式如下。

　　圖1 數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)

　　圖2 主從站間數(shù)據(jù)讀寫過程

　　ppo1 4 pkw + 2 pzd (共有6個字組成)

　　ppo2 4 pkw + 6 pzd (共有10個字組成)

　　ppo3 2 pzd (共有2個字組成)

　　ppo4 6 pzd (共有6個字組成)

　　ppo5 4 pkw+10 pzd (共有14個字組成)

　　參數(shù)接口(pkw):參數(shù)id號(pke)、變址數(shù)(ind)、參數(shù)值(pwe)三部分組成。過程數(shù)據(jù)接口(pzd):控制字(stw)、狀態(tài)字(zsw)、主給定(main setpoint )，實際反饋值(main actual value) 等組成，另外要了解掌握控制字和狀態(tài)字每一位的具體含義，并熟悉西門子變頻器參數(shù)的具體應(yīng)用，在通訊參數(shù)設(shè)置時需要具體定義。

　　4 實現(xiàn)通訊的軟硬件要求和參數(shù)設(shè)置

　　(1) 硬件要求

　　·133mhz以上且內(nèi)存不小于16mb的編程器。

　　·西門子s7-300/400系列plc，ram不小于12kb，并帶有profibus-dp接口，或是s7-400(ram不小于12kb)配cp443-5的通訊板。

　　·帶有cbp通訊模塊和帶有cu2/sc的vc板的變頻器

　　(2) 軟件要求

　　·win 95或win nt(v4.0以上)

　　·step7(v3.0以上)

　　·安裝dva-s7-sps7

　　(3) 通訊設(shè)置基本步驟

　　·設(shè)置傳動參數(shù)

　　· plc硬件配置

　　·創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊

　　·編寫通訊程序

　　· 系統(tǒng)調(diào)試

　　(4) 傳動參數(shù)的設(shè)置

　　·p053 = 3 參數(shù)使能

　　·p090 = 1 cbp板在2#槽

　　·p918 = 3 從站地址

　　·p554.1=3001 控制字pzd1

　　·p443.1=3002 主給定pzd2

　　·p694.1=968 狀態(tài)子pzd1

　　·p694.2=218 實際值pzd2

　　5 plc與傳動變頻器通訊程序

　　要實現(xiàn)通訊功能，正確的程序編寫是非常重要的，下面將以西門子的s7-416 plc和6se70變頻器為例來介紹通訊的程序編寫。

　　(1) 基本配置和定義

　　基本配置如圖3所示

　　圖3 基本配置界面

　　主站master為cpu-416-2dp

　　從站slave為6se70傳動裝置，profibus地址是3

　　輸入地址: iw 256 ( 2 words pzd);

　　輸出地址: qw256 (2 words pzd );

　　ppo類型: 3; 總線接口: rs485。

　　(2) 使用的功能塊

　　ob1 main cycle 主循環(huán)

　　sfc14 dprd-dat 讀數(shù)據(jù)系統(tǒng)功能塊

　　sfc 15 dpwr-dat 寫數(shù)據(jù)系統(tǒng)功能塊

　　db100 數(shù)據(jù)存取 (dbw0 –dbw4是讀出，

　　dbw5-dbw8是寫入)

　　mw200 mw210 通訊狀態(tài)顯示

　　(3) 簡單程序編寫(如圖4)

　　圖4 程序編寫界面

　　ob1

　　network1: 讀出數(shù)據(jù)

　　call sfc 14

　　laddr w#16#100

　　ret-val mw200

　　record p#db100.dbx0.0 byte 4

　　network2: 顯示數(shù)據(jù)

　　l db100.dbw 0

　　t mw50

　　nop 0

　　network3: 寫入數(shù)據(jù)

　　l w#16#efff

　　t db100.dbw 5

　　network4: 發(fā)送數(shù)據(jù)

　　call sfc 15

　　laddr w#16#100

　　record p#db100.dbx5.0 byte 4

　　ret-val mw210

　　把程序存儲編譯下裝，檢查傳動裝置的參數(shù)設(shè)置后，即可上電進行調(diào)試。

　　6 結(jié)束語

　　通過上述介紹，我們可以以profibus-dp總線為基礎(chǔ)通過網(wǎng)絡(luò)配置和參數(shù)設(shè)定來建立plc和傳動裝置之間的通訊，并通過參數(shù)的變化來實現(xiàn)對裝置的啟停控制，快慢調(diào)速等功能。借助于編程器可plc在線查看從裝置讀取上來的狀態(tài)和實際反饋值，在裝置pmu上也可查看主給定。通訊技術(shù)的實現(xiàn)了自動化的更加廣泛應(yīng)用。

保養(yǎng)編輯

設(shè)備定期測試、調(diào)整

（1） 每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況，若發(fā)現(xiàn)松動的地方及時重新堅固連接；

（2） 對柜中給主機供電的電源每月重新測量工作電壓；

設(shè)備定期清掃

（1） 每六個月或季度對PLC進行清掃，切斷給PLC供電的電源把電源機架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下，進行吹掃、清掃后再依次原位安裝好，將全部連接恢復(fù)后送電并啟動PLC主機。認真清掃PLC箱內(nèi)衛(wèi)生；

（2） 每三個月更換電源機架下方過濾網(wǎng)；

檢修前準(zhǔn)備

（1） 檢修前準(zhǔn)備好工具；

（2） 為保障元件的功能不出故障及模板不損壞，必須用保護裝置及認真作防靜電準(zhǔn)備工作；

（3） 檢修前與調(diào)度和操作工好，需掛檢修牌處掛好檢修牌；

設(shè)備拆裝順序及方法

（1） 停機檢修，必須兩個人以上監(jiān)護操作；

（2） 把CPU前面板上的方式選擇開關(guān)從“運行”轉(zhuǎn)到“停”位置；

（3） 關(guān)閉PLC供電的總電源，然后關(guān)閉其它給模坂供電的電源；

（4） 把與電源架相連的電源線記清線號及連接位置后拆下，然后拆下電源機架與機柜相連的螺絲，電源機架就可拆下；

（5） CPU主板及I/0板可在旋轉(zhuǎn)模板下方的螺絲后拆下；

（6） 安裝時以相反順序進行；

檢修工藝及技術(shù)要求

（1） 測量電壓時，要用數(shù)字電壓表或精度為1%的*表測量

（2）電源機架，CPU主板都只能在主電源切斷時取下；

（3） 在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開PC的電源，這樣才能保證數(shù)據(jù)不混亂；

（4） 在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作，如果電池故障燈亮?xí)r取下模塊RAM內(nèi)容將丟失；

（5） 輸入/輸出板取下前也應(yīng)先關(guān)掉總電源，但如果生產(chǎn)需要時I/0板也可在可編程控制器運行時取下，但CPU板上的QVZ（超時）燈亮；

（6） 撥插模板時，要格外小心，輕拿輕放，并運離產(chǎn)生靜電的物品；

（7） 更換元件不得帶電操作；

（8） 檢修后模板安裝一定要安插到位