S7-300与ACS 800DP通讯1.doc

S7-300与ACS800DP通讯实验实现实验名称：S7-300与ACS800DP通讯实验实现实验目的：为了深入了解Profibus-DP通讯理念，掌握DP通讯实验时间：2014.04.30-2014.05.01实验器材： 表1 器材名称个数 PS电源1S7-315-2DPCPU1ACS800变频1 ABB通讯配件RPBA-011DP通讯线1DJ24电机1下载线1万用表1一字起1十字起1剥线钳1斜口钳1导线若干 ACS800固件手册1 RPBA-01手册1实验步骤：第一步：变频器与电机1.首先将RPBA-01安装在ACS800的SLOT1上，旋紧螺钉，同时使用模块上的旋码开关设置站地址，此处应当与软件设置一致。此处终端电阻不用跳。2.将变频器安装三级传动模式接好线，电机接成三角形解法，检查接线是否出现短路、断路，若无误，给传动上电，首先按照表2设置参数98组参数： 表2参数代码含义设置值98.02激活外部通讯并选择通讯接口2 FIELDBUS98.07选择通讯协议1ABB DRIVES 3.变频器断电复位，重新启动，看看参数51组是否在传动列表中出现，如 果没有出现，检查上一步是否正确以及硬件是否完好，如果设置正常，参数51组出现，按照表3、表4进行设置： 表3参数代码含义设置值备注99组设置电机参数99.02选择应用宏Factory（缺省值）工厂宏99.04选择电机控制模式Scalar标量控制（由于实验电机限制）99.05额定电压207V99.06额定电流1.1A99.07额定频率50Hz99.08额定转速1400rpm99.09额定功率0.14KW 表4参数代码含义设置值备注10组外部启停和转向控制源10.01外部EXT1的信号源COMM.CW现场总线控制字10.03电机转向Request允许正反转11组控制口、极限值11.02选择控制口EXT111.03选择REF1信号源COMM.REF现场总线控制字REF111.05定义REF1的最大值140051组设置现场总线51.01总线类型Profibus Dp 51.02节点地址3设定从站地址51.03波特率15001.5Mbps51.04PPO类型4PPO451.06过程输入数据30104读取电流值（参考ABB Drives）16组允许运行16.01允许运行YES4.设置完变频器参数后，将变频器切到本控模式下，测试变频器与电机是否都工作正常，若正常，则进行下一步。第二步：PLC编程 在进行下一步之前请自行学习Profibus Dp通讯协议PPO类型明细，下载RPBA-01GSD文件（ABB-0812.GSD针对DP-V0）,同时学习西门子Profibus工业通讯指南（西门子公司Josef著），有关于一致性I/O数据区域定义：对于输入输出数据区域长度为3B或者多于4B(一次操作1.5个字或者2个字，这对于普通I/O是无法操作的。) 由于在西门子通讯理念中，对于任何可以跟西门子设备通讯的智能从站都在CPU设备中，虚拟出I/O地址，使得操作员在操作时对于任何外设都可以入操作本地I/O一般。本次实验，在下面组网时，采用PPO4，其虚拟地址为PIW256-PIW266和PQW256-PQW266,并且我们要完成的任务为：PLC主站给ACS800变频器从站1） 写入启动、停止的控制信号；2） 设定其转速或者频率；3） 读取变频器从站反馈的状态字和实际转速。综上所述，我们在设计实验时，为了完成以上任务，同时更好理解通讯，故采用两种思路：1） 在字操作的层面上，通过直接读写变频器虚拟映射地址来完成编程；2） 在一个半字或者多余2个字的层面上，通过调用西门子系统功能SFC14、SFC15来完成编程。（一致性I/O数据操作）下面我们分成两种编程方式来完成上述任务，这两种方式从通讯的角度来讲，是一样的，只是采用的手段不同，但前面的硬件组态时完全一致的。（1） 硬件组态 按照硬件组态的方法，仔细查找各个硬件的序列号，完成硬件组态，同时完成组从站的组网，其最终结果为下图1： 图1需要注意的是，本次主站站地址是2，从站是3,波特率为1.5Mbps，PPO类型为PPO4,其虚拟地址如下图2：图2同时双击DP从站，将图3中站参数中划线处改为Vendor specific（ABB传动协议）。图3根据PPO类型，我们可知PQW256、PQW258为变频器的控制字、速度给定值 ；PIW256、PIW258为变频器的状态字和实际转速，其余的可以通过51组参数设置来反映传动其他信息，此处可以参考ABB RPBA-01传动手册ABB Drives配置文件采用PPO2列表和PPO消息类型处。(2) 按照思路一，编写程序，并测试之 由于本实验比较简单，未考虑其他因素，仅调用OB1,其余块未调用，其程序如图5：图5 调试测试，变量表如图6： 图6 经过实验测试，PLC与变频器通讯正常，所编写程序简单、容易理解，比较适合初学者，方案有效方便。(3) 按照思路二，编写程序，并测试之 由于本实验比较简单，未考虑其他因素，在调用系统功能SFC14、SFC15时，必须为通讯指定数据块，故设定其为DB1,其为一个每位为一个字节的数组，如图7所示：图7 其中主循环OB1程序如图8： 图8下来对于上述程序进行注释：SFC14中LADDR处必须采用16进制数据，此处对应硬件组态中从站虚拟化PIW256地址。RECORD处为被读取用户数据的目标区域。必须与用STEP 7为选定模块组态的长度完全相同。只允许数据类型BYTE。因为PPO4长度为12个字节，故将读取回来的数据放到以DBX12.0开始的12个字节里。SFC15中LADDR处必须采用16进制数据，此处对应硬件组态中从站虚拟化PQW256地址。RECORD处为要写入用户数据的源区域。必须与用STEP 7为选定模块组态的长度完全相同。只允许数据类型BYTE。因为PPO4长度为12个字节，故将要写入变频器数据放到以DBX0.0开始的12个字节里。这也是SFC14里从DBX12.0开始的缘故。调试测试，变量表如图9：图9其中上述DB1.DBW0、2、12、14这些的选择，均是按照PPO4中定义的。其分别是控制字、给定值、状态字和实际值。 经过实验测试，PLC与变频器通讯正常，所编写程序符合多数据一次传输，方案有效方便。实验总结：对于本次实验， 1）首要难点是理解西门子DP通信的理念，就是将所有外部智能设备均虚拟映射为PLC的I/O,大大简化了编程人员对于外部智能设备的认识，仅仅着重于如何对于这些虚拟映射I/O的操作，至于这个虚拟的地址如何和外部智能设备进行通讯，编程人员不用关心，相当于将这种双方的通信转变成对一个双口RAM的操作。2）次要难点是理解PPO类型含义以及如何理解每一位的含义。3）最后还要理解SFC14、SFC15的用法，充分注意上述划线处的编写。最后，对于本次实验，发现两个问题，不管是思路一还是思路二，均尚未解决： 1）对于变频器，第一次可以任意给定频率，无法按照给定控制启动电机；但只要启动起来，就可以任意启停，