基于profibus_DP的西门子PLC和AB变频器之间的数据通讯.docx

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1、基于profibus_DP的西门子PLC与AB变频器之间的数据通讯8 /基于 prof ibus_DP 的西门子PLC与AB变频器之间的数据通讯Profibus是目前工控系统中比较成熟的现场总线之一，得到了广泛的应用,它是不依赖于生产厂家的，开放式的现场总线，各种各样的自动化设备均可以通过同样的借口协议进行信息交换.在天钢的三套600TPD石灰窑中，广泛应用了 AB变频器对电机进行交流调速，和西门子PLC来进行PID控制和其他重要控制，它们之间的通讯就是基于DP网络的双向数据交换.一.系统配置以及通讯协议（一）.系统配置该系统以西门子公司和AB公司的相关产品来实现全数字化交流调速系统在prof

2、ibus_DP网中的通讯及控制原理.下图为网络配置图：PROFIBUS (1)： DP master system (1)L (12) PROF面(11) 20-C其中CPU为西门子的S7 414-2 DP,变频器为AB公司的POWER FLEX 400系列和POWER FLEX700系列.其中与POWER FLEX 400系列的变频器配套使用的适配器为22-Comm-P,与POWERFLEX 700系列的变频器配套使用的适配器为20-Comm-P.编程软件为STEP 7 V5.4,用S7 400 PLC进行编程及对profibus_DP网络进行组态和配置,上位机画面采用WINCC6.2进行操

3、作编程，上位机和西门子PLC通讯方式采用以太网.(二卜通讯协议在本系统中,S7 400为DP主站，变频器为DP从站，主站向从站发送启动命令，停止命令,故障复位，速度给定等命令,从从站接收当前电流值反馈，速度反馈，故障代码等状态或反馈.变频器和通讯适配器(22-COMM-P或20-COMM-P)相连接.(H).STEP 7编程环境下的系统硬件配置和组态连接使用STEP 7 V5.4组态软件，进入Hardware configure完成S7 400的硬件组态.(如上图)0.将20-COMM-P和22-COMM-P的GSD文件(随适配器附送)导入到STEP 7的编程环境中，然后将它们拖放至己经建立好

4、的相应的DP总线中，并设置其DP地址，此时展开STEP 7中的20-COMM-P,如下图Profil StandardPROFIBUS DP- _| Additional Field Devices-_J Drivesj j -面 20-COMM-P(Universal moduleCtrl/Stat & Ref/Fdbk (2+2bytes)Ctrl/Stat & Ref/Fdbk (2+4bytes)DataLink ADataLink ADataLink BDataLink BDataLink CDataLink CDataLink DDataLink D(2x2bytes)(2x4by

5、tes)(2x2bytes)(2x4bytes)(2x2bytes)(2x4bytes)(2x2bytes)(2x4bytes)J Parameter Access+ 而 ABB Drives RPBA-01十 而 PROFIBUS DP 22-COMM-P1.将里面的组件CTRL/STAT & FEF/FDBK (2+2BYTES)拖放至20-COMM-P的第一槽位，如果用户需要读取更多参数(如电流反馈值，电压反馈值，当前母线电压值等)可以将DATALINK A (2*4 BYTES)拖放至20-COMM-P的其他槽位中，并分配其I/O地址.一 叼 (11)20-C0MM-P如下图2.在PL

6、C里面建立一个数据块，用于变频器的数据通信，并建立一个变量表，用于观测实时通讯效果.二.变频器的参数设置变频器与PLC应用profibus-DP现场总线连接成网络以后,除了在PLC自动化系统中进行编程以外,在每个变频器上也要进行适当的参数配置.在将变频器的适配器连接到变频器后，将地址拨码拨至对应的DP地址（注意22-COMM-P的地址拨码的最高位必须为1,此位的意义为FIRMWARE UPDATE固件升级，非升级固件时请将第八位拨至1）,通讯电缆连接完成后，将变频器通电，进行参数配置.（一）POWER FLEX 700的参数配置1 可能需要改变的参数意义简述：参数号参数意义默认值361DIGI

7、TAL IN1SEL4(ST0P-CF)362DIGITAL IN2SEL5(START)90SPEED REF A SEL2(ANALOGIN2)298DPI REF SELECT0(MAXFREQ)300DATA IN AlO(DISABLED)301DATA IN A2O(DISABLED)302DATA IN BlO(DISABLED)303DATA IN B2O(DISABLED)304DATA IN ClO(DISABLED)305DATA IN C2O(DISABLED)306DATA IN DIO(DISABLED)307DATA IN D2O(DISABLED)310DATA

8、 OUT AlO(DISABLED)311DATA OUT A2O(DISABLED)312DATA OUT BlO(DISABLED)313DATA OUT B2O(DISABLED)314DATA OUT ClO(DISABLED)315DATA OUT C2O(DISABLED)316DATA OUT DIO(DISABLED)317DATA OUT D2O(DISABLED)更多请参考AB POWER FLEX 700用户手册.2 需要改变的参数待变频器上电后，变频器的STS灯会不停呈红色闪烁状态，这是由于端子的急停信号（使能）并没有连接至公共端（如果现场有急停按钮或停止按钮的闭点接入

9、此端子，则不会报错）.将参数361和362置为0（NOT USED）后按复位按钮，看见STS灯为绿色闪烁状态，表示变频器已经准备完毕，可以随时启动.a）参数90-SPEEDREFSELECT改为22（DPI PORT5）,由于变频器默认的速度给定并不是远程DP总线,而是端子上的ANALOG IN2通道，所以要让变频器接受远程DP总线的速度给定，必须将此参数改为22（DPI PORT 5）,即接收DP适配器的速度给定.b）参数298-DPI REF SELECT改为1,由于变频器默认的速度给定是对应的MAXFREQ（最大频率）而AB变频器的默认最大频率是110Hz,这样西门子在给定速度字中写入3

10、2767,AB变频器会认为是110Hz;若将298参数改为1,则变频器会将50Hz认为是速度最大值，此时的速度给定字32767会对应速度50Hz.c）参数301至参数307,这些参数连接可以连接到几乎AB变频器的任意参数（如加减速时间等等），远程DP总线对该双字（32位）进行写入时,将会改变连接到的参数号的参数值.例如:若将参数301里的内容置为140-ACCEL TIME1,此时远程对DP总线的DATAIN Al里写入一个双字（32位）,则变频器里的140参数将会被置入写入的双字.d）参数310至参数317,这些参数连接可以连接到儿乎AB变频器的任意参数（如电流/电压反馈等等），远程DP总线

11、读取该双字（32位）时，将会读取到连接到的参数的值.例如:若将参数310里的内容置为3-OUTPUT CURRENT,此时读取DATA OUT A1里的双字（32位）,读取出来的数字即为变频器当前输出的电流值.注意:如果读取的参数有小数点,AB会将该参数乘以10的倍数直到小数点消失为止.例如：电流的有效小数点位数是工，即电流值可能为34.5安培，此时读取的双字会为345（被放大了 10倍）.频率的有效小数点位数是2,即频率值可能为32.45赫兹,此时读取的双字会为3245（被放大了 100倍）.读取其它布尔量参数根据POWER FLEX 700提供的LOGIC COMMAND WORD表格（如

12、下图）可以通过将对应的位写入来给变频器相应的命令.（更详细的资料请见POWER FLEX 700的配置说明书）需要注意的是LOGIC BIT的高八位对应的西门子的低字节，低八位对应的西门子的高字节.假设LOGIC BIT对应的字为QW10,那么LOGIC BIT的第0位（stop命令）对应的地址应当是Q11.0,第1位（启动命令）对应的地址应当是Q11.1,以此类推.POWER FLEX 700的逻辑控制字表格和逻辑状态字表格见附表一.（二）POWER FLEX 400的参数配置1 .可能用到的一些AB变频器参数默认值READONLY参数号参数意义B003OUTPUT CURRENTB007F

13、AULT 1 CODEREADONLYP036P038START SOURCESPEED REFERENCE3(2-W-LVLSENS)2(ANALOG IN1)更多请参考AB POWER FLEX 400用户手册.2 .需要改变的参数8 参数P036-START SOURCE需要改成5，变频器默认的启动源是3.端子输入，将其改成5（C0MM PORT）以用远程DP指令启动.3 参数P038-SPEED REFERENCE需要改成5,变频器默认的速度给定是2-端子模拟量通道1,将其改成5（C0MM PORT）以用远程DP指令给定.3. 22-COMM-P的通讯协议：此通讯协议在profibus

14、的10区域占用4个字(共64位).请求和相应是一个握手过程，这意味着如果主站发送了一个请求,它必须等待相应后才能发出下一个新请求.通讯格式如下:RequestResponseBIT15-121110-015-121110-0ParameterAccess Word1 (PCA)RCSPMPNURCSPMPNUParameterAccess Word2 (IND)SubindexSubindexParameterAccess Word3 (PCA)SpareSpareParameterAccess Word4 (PCA)Parameter valueParameter value8RC请求应答码(BIT 12-15)1 无请求2 请求参数值3 改变参数值4 Spare5 最大参数6 最小参数7 默认值7-15.保留假设西门子S7 400主站要向AB POWER FLEX 400请求返回当前的电流值，由于这是一个请求参数值的过程，那么在Request里的RC里必须写入1.3 SPM保留位(BIT 11),该位应当永远为0.()PNU-参数号(BIT 0-10)这11位里的内容会告诉AB变频器DP主站希望得到哪个参数的值.假设是电流值,AB POWER FLEX 400里的参数表中当前输出