直流传动的PROFIBUS通讯协议.doc

Ansaldo Sistemi IndustrialiA Subsidiary of High Voltage Engineering CorporationAUTHOR/DIVISIONAlessandro PinatoR & D.TYPE OF DOCUMENTApplication noteDATE OF ISSUE: 22/11/99NR REV. : 08TITLE：直流传动的PROFIBUSDP通讯协议REFERENCE：NAPRFB001IEprom 代码：C1C26N09P25 & C1C26N10P25目录：DC SPDM传动的协议说明和使用方法1 简介.22协议说明.2 2.1. 现场参数的读写方式.3 2.1.1. 特殊命令 . 传动轨迹和晶闸管轨迹 .4 .1. 命令编码.5 .2. 使用记录号.6 .3. 字段含义：保护,逻辑I/O, N&Drive Trace status.6 .4. 字段含义：T & S , Thyristor Trace Protections.82.1.2 . 读写操作的错误诊断.8 2.2. 过程参数 .83使用方法 .11 3.1. 硬件组成.11 3.2. 用户接口.11 3.3. 现场参数说明.134诊断 .27 4.1. 串行故障.27 4.2. 传动失电.27 4.3. Profibus 卡故障 .275当前版本的变化 .276Profibus接口卡.27注意：两种Eprom代码的区别见第5章CLASS：2DISTRIBUTION：WRITTEN BY：Valbona FedericoDIVISION：RDCHECKED BY：Rubega EnricoDIVISION：RDAPPROVED BY：Rubega EnricoDIVISION：RDNo of pagesNo of annexesCLASS 1：此文件允许提供给非本公司人员CLASS 2：只提供给本公司人员CLASS 3：高级保密，严禁扩散，经批准后方可复制1 简介 主站（MASTER）和从站（SLAVE）的通讯数据可分为两个部分。1 过程数据：命令字，传动状态，给定，可读取的过程数据（速度反馈， 电枢电流，电枢电压，等）。 这类数据可以在主传动的任何刷新周期内被连续刷新。2 现场数据：这类数据是保存在传动的EEPROM中的参数。写这类数据时， 传动首先进行兼容性检测，确认正确后，数据被写入。读取这类数据时， 传动将返回一个相关的十进制数据。为了优化Profibus总线的通讯周期时间，为了与不同从站的任务匹配，用户可以选择五个协议中的一个，每种协议所允许交换数据的数目是不同的。2协议说明 在Profibus标准中，可以在主站和从站之间交换的数据被称为 PPO （Parameter-Process data Object）。它们组成了可供用户选择的不同的协议。 每种PPO被分为两个部分：PKW和PZD。 PKW部分用来读写从站的配置参数（现场数据），PZD部分包括过程 操作数据（过程数据）。 五种类型的PPO定义如下： PKW（现场数据） PZD（过程数据）PKE IND PWE PZD1 PZD2 PZD3 PZD4 PZD5 PZD6 PZD7 PZD8 PZD9 PZD10wd1 wd2 wd3 wd4 wd1 wd2 wd3 wd4 wd5 wd6 wd7 wd8 wd9 wd10 PPO1 PPO2 PPO3 PPO4 PPO5 每种类型的PPO又包括一个MASTER输入PPO和一个MASTER输出 PPO。2.1 现场参数的读写方式 读写这类参数的命令编码定义在PKW中的PKE字段中，如下：bit15 bit14 bit 1 bit 0 无操作 0 0 读参数 0 1 写参数 1 1 特殊命令 1 0 PKW的第二个字IND是SPDM的参数地址部分。 如果用户写参数，PKW的第三和第四个字是参数值部分，由于SPDM的 参数值都是16位的数值，所以第四个字永远不用。 读取参数和写参数的操作过程相同。这些操作都是在MASTER输出PPO中进行的。 由输出PPO发出读/写命令后，MASTRE输入PPO将返回操作结果，如下： 在输入PPO第一个字PKE中的bit2返回的是操作结果代码。如果为1，则说明参数不存在或数据超出允许范围：bit15 bit14 bit2 bit1 bit0 操作成功 0 操作失败 1 读取参数时，上述PKE中还包括如下信息：bit15 bit14 bit8 bit7 bit2 bit1 bit0 转换系数代码 1 负数 根据bit15的状态决定参数值是乘以 0 正数 或除以转换系数 1 参数值除以转换系数 0 参数值除以转换系数 转换系数代码如下： 0：转换系数为1。 1：转换系数为10。 2：转换系数为100。 如果读取参数成功，MASTER输入PPO的PKW部分的第二个字IND返 回参数地址，第三个字返回参数值。2.1.1特殊命令 特殊命令有以下两种：l 传动轨迹数据请求l 晶闸管轨迹数据请求传动轨迹和晶闸管轨迹 轨迹的记录格式为：传动轨迹的最大记录数为50个（049），晶闸 管轨迹的最大记录数为16个（015）。 传动轨迹记录由以下字段组成：Field n.0 n.1 n.2 n.3 n.4 n.5 n.6 n.7 n.8N & StatusProtectionsLogic I/OAux1Aux2Aux3NoNIaon.13 n.14 n.15IfUvoAlfa上述字段含义如下：l N & Status： 记录号和传动状态N： 传动的记录号（record no.0）Status： 传动状态l Protections： 保护l Logic I/O： 传动I/O的逻辑状态l Aux1,Aux2,Aux3： 辅助变量l No： 速度给定l N： 速度反馈l Iao： 电枢电流给定l Ia： 电枢电流反馈l Ud： 电枢电压l Flu： 磁通l Ifo： 励磁电流给定l If： 励磁电流反馈l Uvo： 线电压l Alfa： 晶闸管角晶闸管轨迹记录结构如下：Field n.0 n.1 n.2 n.3 n.4IaoIaAifaT & SProtections 上述字段含义如下：l Iao： 电枢电流给定l Ia： 电枢电流反馈l Alfa： 晶闸管角l T & S： 晶闸管号和传动状态，信息编码格式：低字节为晶闸管 号，高字节为传动状态。l Protections： 保护 .1命令编码 编码结构如下：Word PKEBit15 bit14 bit7 bit6 bit5 bit4 bit1 bit010传动轨迹数据请求 0 0 0 1晶闸管轨迹数据请求 0 0 1 0 这两个命令允许用户选择两种轨迹中的一种，通过给出下列信息完成选 择：l 与记录参数相关的字段l 记录号 相关设置在Word IND中以下列形式出现：Word INDBit15 bit14 bit8 bit7 bit1 bit0 记录号 现场参数 执行读取命令时，操作结果将保存在PKW部分：l 读取的参数值保存在第三个字PWE中l IND上次的设置将保存在IND字段中l PKE上次设置将保存在PKE字段中，如果读取有错误bit2被置为1l 如果记录号超出范围，错误代码保存在第三个字PWE中使用记录号 与记录号有关的字段只存在于传动轨迹中。 记录号在field n.0字段中。记录n.0是保护发生瞬间对传动状态的记录。记录号为正，最大记录个数由DG1定义。 以前记录的记录号则为负，并降序排列。随着保护不断的产生，记录也不断更新，最多可记录前49次保护发生时传动的状态。 当在IND中写记录号时，将与记录的偏置进行比较，“0”表明这是最旧的一个记录，“49”表明这是刚才的记录。（由DG1定义最大记录数） 晶闸管轨迹的记录号的使用方法与传动轨迹的相同。区别是晶闸管轨迹的最大记录数只有16个，有DG3参数定义。 .3字段含义：保护，逻辑I /O，Drive Trace，N&Status 传动轨迹的保护字field n.1 字段的含义如下： Protections：Bit15 bit14 bit8 bit7 bit1 bit0 Bit 0 MainF Bit 1 Ext_P Bit 2 IOC Bit 3 W_Dog Bit 4 Ud_F Bit 5 If_F Bit 6 Tach_F Bit 7 Fan_F Bit 8 Motoh Bit 9 Conoh Bit 10 Ser_F Bit 11 N_Max Bit 12 UvOut Bit 13 Statle Bit 14 Arm_F 传动轨迹的逻辑I/O字field n.2 字段的含义如下： 逻辑I/O：Bit15 bit14 bit8 bit7 bit1 bit0 Bit 0 Start Bit 1 Ramp Bit 2 IntRf1 Bit 3 IntRf2 Bit 4 Com1 Bit 5 Com2 Bit 6 Com3 Bit 7 Com4 Bit 8 Com5 Bit 9 Com6 Bit 10 Com7 Bit 11 K1 Bit 12 K2 Bit 13 Out1 Bit 14 Out2Bit 15 Alarm传动轨迹的N&Status字field n.0 字段的含义如下： N&Status：Bit15 bit14 bit8 bit7 bit1 bit0Y Y Y Y Y Y Y Y X X X 传动状态 记录号各个位的含义说明见2.2 节。.4字段含义：T&S，晶闸管轨迹，保护 晶闸管轨迹的T&S字field n.3 字段的含义如下：T&S：Bit15 bit14 bit8 bit7 bit1 bit0Y Y Y Y Y Y Y Y X X X 传动状态 晶闸管号各个位的含义说明见2.2 节。晶闸管轨迹的field n.4字段是保护字，同传动轨迹的保护字一样，见节。2.1.2读写操作的错误诊断如果读写失败，将返回错误代码，供用户判断失败原因。如果输入PPO的PKE字段的bit2位为1，则读写过程中有错误。错误代码在PWE字段中，IND字段中是参数的地址。错误代码如下：错误代码说明1参数超出范围2数据不存在3参数兼容性错误4数据不允许通过Profibus交换一旦发生错误，上面的字段将被保持，直到用户发送正确的数据。2.2过程参数 PPO的PZD部分通常用于主站与从站的过程数据的交换。 前两个字的含义如下：MASTER输入PPO： Word n.1：传动状态。 位状态： 1 A B C D E 测试状态。位A,B,C,D,E为测 试失败位。0 1 A B C D E 保护状态。位A,B,C,D,E定义 发生的保护。0 0 1 A B C D E 封锁状态。位 A,B,C,D,E定义封锁的原因0 0 0 1 0 0 A B 调节状态 速度为零0 0 0 0 1 0 A B 调节状态 速度为正0 0 0 0 0 1 A B 调节状态 速度为负 A1，传动报警 B1，传动在电流限幅内 测试状态解码：0 0 0 0 1 缺相0 0 0 1 0 相检测电路故障0 0 0 1 1 电源超出范围0 0 1 0 0 电源频率超出范围0 0 1 0 1 传动识别号为 0(参数DA1)0 0 1 1 0 EEPROM故障0 0 1 1 1 电枢电流不为0 保护状态解码：0 0 0 0 1 缺相0 0 0 1 0 外部保护0 0 0 1 1 最大瞬时电流0 0 1 0 0 看门狗保护0 0 1 0 1 最大电枢电压0 0 1 1 0 励磁丢失0 0 1 1 1 测速丢失0 1 0 0 0 风机故障0 1 0 0 1 电机热保护0 1 0 1 0 变流器热保护0 1 0 1 1 串行通讯失败0 1 1 0 0 最大转速0 1 1 0 1 电源超出范围0 1 1 1 0 电机堵转0 1 1 1 1 桥臂故障 封锁状态解码：0 0 0 0 1 端子XM1-19没使能0 0 0 1 0 端子XM1-13没使能0 0 0 1 1 由串行通讯禁止0 0 1 0 0 由可选功能禁止0 0 1 0 1 由内部PLC禁止 word n.2：速度反馈十进制的13107+13107范围内的数（十六进制的CCCDH3333H）MASTER输出PPO： Word n.1：逻辑命令，通过参数设定可与端子的硬件命令共同起作用。 在word n.1 的低字节中。 Bit 0 使能命令 对应与端子XM113 Bit 1 积分命令 对应与端子XM114 Bit 2 点动1命令 对应与端子XM115 Bit 3 点动2命令 对应与端子XM116 Bit 4 COM1命令 对应与端子XM117 Bit 5 COM2命令 对应与端子XM118 Bit 6 COM3命令 对应与端子XM119Word n.2：速度给定或电流给定，可以通过SPDM的参数设定来选择。十进制的13107+13107范围内的数（十六进制的CCCDH3333H）在5种PPO格式中，这两个字都是固定的。其它的字，可根据用户的需要通过设定SPDM的参数来选择使用。最多可选择8个。输入PPO，允许读取的内容由SPDM的参数设定，见3.2节。输出PPO，允许写入的其它数据有： 来自Profibus的“Ean1”代替模拟量输入的“Ean1”。 来自Profibus的“Ean2”代替模拟量输入的“Ean2”。 来自Profibus的“Aux1”。 只有当命令字的bit15置为1时，写入的数据才有效（PZD的第一个字）。3使用方法3.1硬件组成装有F软件的SPDM和Profibus接口卡。串行电缆通过网络接头与Siemens的SINEC L2DP网连接，最高波特率1.5M，标准Profibus DP（DIN 19245 标准）。3.2用户接口用户通过对SPDM的参数设置来使能Profibus通讯，及相关数据的设定。DE组参数：Group E串行连接DEA Profib OFF ON/OFF 使能Profibus协议DEB S_Com OFF ON/OFF 通过Profibus使能逻辑命令，这些命令与端子的硬件命令是“与”的关系。（端子XM113，14，15，16，17，18，19）。DEC S_ComD OFF ON/OFF 通过串行连接禁止逻辑命令：若系统在DEFON状态时，出现通讯故障，参数DEB由ON自动转换成OFF，系统运行由端子XM13,14,15,16,17,18，19决定。参数DEBOFF被存入EEPROM。DE1 Ptcol PPO1 PPO1 协议类型 PPO2 PPO3 PPO4 PPO5DE2 StAdd 3 332 可选择的地址范围下面的参数用来设定在主站与从站之间用来交换的数据。Group FSerial 数据以下参数是主站可以读取的数据：DFA D1RnSt OFF ON/OFF 注册号和状态DFB D1RPro OFF ON/OFF 保护DFC D1RAbi OFF ON/OFF 逻辑I/ODFD D1RAu1 OFF ON/OFF 辅助变量1DFE D1RAu2 OFF ON/OFF 辅助变量2DFF D1RAu3 OFF ON/OFF 辅助变量3DFG D1RNo OFF ON/OFF 速度给定DFH D1R_N OFF ON/OFF 速度反馈DFI D2RIao OFF ON/OFF 电枢电流给定DFJ D1R_Ia OFF ON/OFF 电枢电流反馈DFK D1R_Ud OFF ON/OFF 电枢电压DFL D1Rflu OFF ON/OFF 电机磁通DFM D1RIfo OFF ON/OFF 励磁给定DFN D1R_If OFF ON/OFF 励磁反馈DFO D1RUvo OFF ON/OFF 线电压DFP D1R_alfa OFF ON/OFF 晶闸管触发角以下参数是主站可以写的数据：DFI D1WEn1 OFF ON/OFF 来自Profibus的模拟量输入Ean1DFJ D1WEn2 OFF ON/OFF 来自Profibus的模拟量输入Ean2DFK D1WAu1 OFF ON/OFF 来自Profibus的Aux1输出PPO的PZD的第二个字是作为速度给定还是电流给定，取决于参数CA1和CB1。CA1和CB1不能同时设定为来自串行。3.3现场参数说明地址参数名称参数值类型2TA1G_P164TA2G_D186TA3IaTL138TA4IaBL1310TA5IaOf1326TB1G_P2628TB2G_D2830TB3IaTL2332TB4IaBL2334TB5IaOf2350TC1N_Gp1652TC2N_Gi1654TC3N_Gd1856TC4NoLA1358TC5NoLI1360TC6NoOf1362TC7InR11364TC8InR21366TC9Ced1382TD1N_Gp2684TD2N_Gi2686TD3N_Gd2888TD4NoLA2390TD5NoLI2392TD6NoOf2394TD7InR12396TD8InR22398TD9Ced23114TE1TacR14116TE2TdcR14118TE3TarRm5134TF1TacR24136TF2TdcR24154TG1E_Gp6156TG2E_Gi6172TJ1GpPos6174TJ2Gp_P16176TJ3Gi_P16178TJ4Gd_P18180TJ5Gp_P26182TJ6Gi_P26184TJ7Gd_P28200TK1Gp_T6202TK2Gi_T6204TK3TLimT3206TK4TLimB3208TK5NoLmT3210TK6NoLmB3212TK7Gd_T8220TH1Gp_K16222TH2Gi_K16224TH3Gd_K18226TH4Gp_K26228TH5Gi_K26230TH6Gd_K28232TH7TcFGp6234TH8TcFGi6240HSpeed3242HTens.3244HDiaSI3258CA1IaoSIN_RegSerialRifEan1Ean2RifC122259CA2IaoSIFixedEan1Ean1C3AuxRicEan1/2Ean1TLEan2BL2260CA3IaoAdOffEan1Ean2Ean2C3IaoOfsAuxAdd2261CA4IaoWo8262CA5RateL3264CA6IaLNM3266CA7NMDel8268CA8InThr3270CA9IaLim3288CB0Sp_BsCBA Enable Bit 0CBB Enc_F Bit 1CBC Int=0 Bit 2CBD Rmp_B Bit 3CBE MpoMem Bit4CBF MpoRes Bit 5CBG TacFUd Bit 6CBH Wo_Ref Bit 71289CB1NoSelMpotFwMpotC3RifSerialAuxRegRif_C3RifC122290CB2NoAddOffEan2Ean2C3No_OfsIntRefAuxAdd2291CB3N_SelEncodTachF(Ud)Serial2292CB4MTime4294CB5NStop3296CB6NHist3298CB7ErNLm3300CB8Enc_R3302CB9M_Ref3322CC0EMFBsCCA Enable Bit 0CCB Fld_In Bit 1CCC Fld0_P Bit 21324CC1FEcon3326CC2FlDel8328CC3FEcTm6330CC4FLXmn3336CO0BshBsCOA Enable Bit 01338CO1B_Val3340CO2BTime8341CO3B_Rmp8346CD0Ms_BsCDA W_Eepr Bit 0CDB QuickS Bit 1CDC Diesel Bit 2CDD EncAbs Bit 3CDE IR12Ds Bit 4CDF Defaul Bit51347CD1RunEnRun_1Run_2Enable2348CD2Rel/%Real2349CD3Cyc_T1053.032350CD4AbDel8351CD5Nz_D8352CD6N_MxV3354CD7N_Flt8355CD8NST_G8356CD9IlThr3372CE0Ax_BsCEA Helpr Bit 0CEB Pope Bit 1CEC Step Bit 2CED Mloss Bit 3CEE Kramer Bit 41374CE1NoRic3376CE2S_Thr3378CE3LossK3380CE4LK_N3382CE5IaThr3384CE6N_Thr3386CE7K_Gn6388CE8NLRic3390CE9Ir_TM3400CF0Ax_BsCFA G_Ric Bit 0CFB T_Prf Bit 1CFC L_W Bit 2CFD FTR Bit3CFE Flux_R Bit 4CFF Fud_C3 Bit 51402CF1TPLim3404CF2TP_T8406CF3LW_Fr3408CF4RmpTm4410CF5Tf(D)8411CF6LW_Tm8412CF7ErNAR3414CF8ErN_T8430CG0Ps_BsCGA Enable Bit 0CGB PosSp Bit 1CGC PosFbk Bit 21431CG1K_Pos8432CG2Acc_S3434CG3PRefF6436CG4PRefB6438CG5P_Err6442CH0PI_BsCHA Enable Bit 0CHB Fld_C Bit 1CHC H_OpC Bit 2CHD PwC_CS Bit 4CHE FIC_CS Bit 51443CH1ContD5450CJ0Te_BsCJA T_En Bit 0CJB W_En Bit 1CJC Taper Bit 21451CJ1ToSelM_PotRifEan1P_CJ42452CJ2T_SelSerialEan2Tach2453CJ3ToN0SToNoOfToN0OnCOM6COM72454CJ4ToRef3456CJ5ToN=03458CJ6TapTyLin.Hyp.2460CJ7TapDo3462CJ8Tap_V3464CJ9TtoN05466CK0LC_BsCKA LC_F Bit 0CKB Terr=0 Bit 1CKC Gi_Fix Bit 21467CK1T_K8468CK2Appl.NloopIloopWinder2470CK3K_Int3474CL1TypeAxialTang.2475CL2W_Flt8476CL3W_SelWindUnwind2477CL4Mat_PNormalRev.Com62478CL5ToRic3480CM0In_BsCMA Enable Bit 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21583DE1PtcolPPO1PPO2PPO3PPO4PPO52584DE2StAdd8585DE3Ser_D8594DF0D1Bs1DFA D1R_If Bit 0DFB D1RAu1 Bit 1DFC D1RAu2 Bit 2DFD D1RAu3 Bit 3DFE D1R_Ia Bit 4DFF D1R_Ud Bit 5DFG D1Rpro Bit 6DFH D1Riao Bit 71595DF0D1Bs2DFI D1WEn1 Bit 0DFJ D1WEn2 Bit 1DFK D1WAu1 Bit 21606DG0Di_BsDGA Tstop Bit 0D