基于profibus_DP的西门子PLC和AB变频器之间的数据通讯_百度文库

1、基于profibus_DP 的西门子PLC 与AB 变频器之间的数据通讯关键字:AB 变频器,通讯,PLC,数据交换.作者:孙懿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profibu

2、s_DP 网中的通讯及控制原理.下图为网络配置图: 西门子S7 400DP 主站20-COMM-P 适配器AB POWER FLEX 700系列变频器22-COMM-P 适配器AB POWER FLEX400系列变频器其它ET-200 DP从站I/O(二.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.(三.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Har

3、dware configure完成S7 400的硬件组态.(如上图1.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,然后将它们拖放至已经建立好的相应的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 2.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.如下图 3.在PLC里

4、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P OWER 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361 DIGIT

5、AL IN1 SEL 4(STOP-CF362 DIGITAL IN2 SEL 5(START90 SPEED REF A SEL 2(ANALOG IN2298 DPI REF SELECT 0(MAX FREQ300 DATA IN A1 0(DISABLED301 DATA IN A2 0(DISABLED302 DATA IN B1 0(DISABLED303 DATA IN B2 0(DISABLED304 DATA IN C1 0(DISABLED305 DATA IN C2 0(DISABLED306 DATA IN D1 0(DISABLED307 DATA IN D2 0(D

6、ISABLED310 DATA OUT A1 0(DISABLED311 DATA OUT A2 0(DISABLED312 DATA OUT B1 0(DISABLED313 DATA OUT B2 0(DISABLED314 DATA OUT C1 0(DISABLED315 DATA OUT C2 0(DISABLED316 DATA OUT D1 0(DISABLED317 DATA OUT D2 0(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

7、端(如果现场有急停按钮或停止按钮的闭点接入此端子,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-SPEED REF SELECT改为22(DPI PORT 5,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110H

8、z,这样西门子在给定速度字中写入32767,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 A1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几乎AB变频器的任意参数(如电流/电压

9、反馈等等,远程DP总线读取该双字(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:1.电流的有效小数点位数是1,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.2.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.3. 读取其它布尔量参数根据POWER FLEX 700提供的LOGIC COMM

10、AND WORD表格(如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P OWER FLEX 400的参数配置1.可能用到的一些AB变频器参数参数号参数意义默认值B003 OUTPUT CURRENT READ

11、 ONLYB007 FAULT 1 CODE READ ONLYP036 START SOURCE 3(2-W-LVL SENSP038 SPEED REFERENCE 2(ANALOG IN 1更多请参考AB POWER FLEX 400用户手册.2.需要改变的参数a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(COMM PORT以用远程DP指令启动.b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(COMM PORT以用远程DP指令给定.3.22-COMM-P的通讯协议:此通

12、讯协议在profibus的IO区域占用4个字(共64位.请求和相应是一个握手过程,这意 0.无请求1.请求参数值2.改变参数值3.Spare4.最大参数5.最小参数6.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.bSPM保留位(BIT 11,该位应当永远为0.cPNU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电流值的参数号是3,那么PNU应当为3.d必须注意:由于西门子对高地位定义和DP总线对高地位的定义不同,所以无论西门子主站发送数据还是接收数据,都必须将字的高字节和低字节颠倒,才能正确的写入/读取数据.结语: 变频器控制系统采用了Profibus-DP现场总线控制模式后,不但整个系统可靠性强,操作简便,而且可根据工艺需要进行灵活的功能修改。参考文献:1.AB电器传动有限公司PowerFlex400用户手册.2.AB电器传动有限公司PowerFlex700用户手册.3.AB电器传动有限公司P