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文档类型 常问问题 文档编号 73252949, 文档发布日期 2013年5月21日
(8)
评估

通过PROFINET实现S7-300/400与SINAMICS S120 通讯

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一、PROFINET IO / RT通讯功能概述

CPU319-3 PN/DPSINAMICS S120 之间通过PROFINET IO / RT可进行周期性及非周期性数据通讯。使用标准S7功能块SFC14/SFC15S7-300/400PLC通过PROFINET周期性通讯方式可将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器;使用标准S7功能块SFB52 / SFB53,可以实现非周期性数据交换,读取或写入驱动器的参数。

二、S7-300/400S120装置的连接

1.硬件连接



1.

 

(1). 通过PROFINET IO / RT 连接 SIMATIC CPU 319-3 PN/DP CU310PN.

 

2.硬件:

 

 

3、使用的软件

• STEP7 V5.4 SP2 HF3

• SCOUT V4.1 SP1

• STARTER V4.1 SP1

• S120 V2.5 SP1 HF1

GSD V2.1文件:gsdml-v2.1-siemens-sinamics-s-cu3x0-20070726.xml

CF 卡中的路径: \\SIEMENS\SINAMICS\DATA\CFG\CBE20GSD.ZIP

 

4、通讯概览

Net Pro通讯配置


2.

 

IP 地址及通讯名称:

 

Device 

Communication name

IP address

CPU319-3 PN/DP 

PN-IO

192.168.0.1

CU310PN 

CU310PN

192.168.0.2

PG

 

192.168.0.253

 

注意:所有节点的子网掩码:255.255.255.0

 

三、必备条件

1.  PROFINET IO 条件

在本例中对于使用的软件版本,还应满足下列条件:

应用例程的发送时钟为 1 ms。更新时间应设为 2n ms,此值可允许的范围为:

1 ms 512 ms

 

四、项目配置

1 Drive

 

 

2、硬件组态

(1)安装SINAMCIS S120 CU310PN GSD文件

对于PROFIBUS DP PROFINET IO 需要的所有 GSD 文件存在S120CF卡中,将这些文件拷贝至本地硬盘并解压缩。

在硬件配置中选择Options => Install GSD file"


3.

 

GSD V2.1 (gsdml-v2.1-siemens-sinamics-s-cu3x0-yyyymmdd.xml) 可被安装。

GSD文件安装后,设备会出现在硬件组态的如下目录中:

"PROFINET IO => Drives => SINAMICS => GSD => SINAMICS S120 CU310PN from 2.5"

注意:

    •   GSD 子文件夹只有在安装DriveES SIMOTION SCOUT后才有效。否则 GSD设备可直接在SINAMICS 文件夹中被找到。

    •   如果安装了 DriveES Basic / Simatic SIMOTION SCOUT,则不必安装 GSD 文件。

 

(2)对于CPU319建立PROFINET网络


4.

 

在插入CPU319-3PN/DP时会弹出建立PROFINET网络的窗口,在此新建一个PROFINET网络并设置此PLC PN节点的IP地址及子网掩码。

(3)CP310PN拖曳至PROFINET总线上(若安装GSD文件)


5.

 

CP310PN拖曳至PROFINET总线上(若安装Drive ES)


6.

 

(4)双击310PN,打开其属性窗口

分配其设备名称及IP地址,此处选择“Assign IP address via IO controler”。


7.

 

(5)分配310PN控制的驱动及IO报文


8.

 

(6)"IO Cycle"中设置数据处理及响应监控的更新时间


9.

 

 

3、初始化通讯节点

在硬件组态画面中,点击 "PLC =>Ethernet => Edit Ethernet nodes",在打开的画面中网络可被浏览,通过此画面配置310PN的设备名称及IP地址。

 


10.

 

五、使用STARTER / SCOUT调试

SIMATIC Manager 中鼠标右键点击SINAMICS_CU310_PN ,选择“open object”,可通过 STARTER/SCOUT调试工具将CU310_PN 项目打开。



10.

可通过使用"Automatic configuration"对驱动装置在线进行自动配置。配置结束后通过"Copy RAM to ROM"将参数存贮至CF卡中。

本例中:

    •   驱动装置选择报文“telegram 1 ”。

    •   CU单元选择报文telegram 390


11.

 

CU参数化:

鼠标右键点击"CU_S_126" ,选择"Expert => Expert list"打开专家参数列表,可改变下列参数:

    • P728.8 = output: DI/DO 8 可用于数字量输出 (如果p922=390,自动设置
     
p738=2091.0)

    • P922: PROFIBUS PZD SIEMENS telegram 390 (390)

    • p2104 BI: 2. Acknowledge faults SERVO_02 : r2090.7

                      

六、通过PN总线对电机起、停及速度控制

       S7-300/400PLC通过PROFINET周期性通讯方式将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器。

       (1)       控制字中Bit0做电机的起、停控制。

       (2)       主设定值为速度设定值,频率设定值和实际值要经过标准化,使得4000H(十六进制)对应于100%,发送的最高频率(最大值)7FFFH(200%)。可以在P2000中修改参考频率(缺省值为50Hz)

       (3)       当组态的报文结构 PZD=2或自由报文999时,在S7-300/400 中可用“MOVE指令进行数据传送;当组态的报文结构  PZD2,在S7-300/400 中需调用SFC14SFC15系统功能块。

           SFC14(DPRD_DAT)用于读驱动装置的过程数据。

           SFC15(DPWR_DAT)用于将过程数据写入驱动装置。

例子:SERVO_02 ”控制字、主设定值的发送及状态字、实际频率的读取程序

       (1) 控制驱动器运行:

    通过先发送控制字(STW1)047E然后发送047F来启动驱动器,该数据控制字在DB10.DBW4(见图13)中指定,主设定值在DB10.DBD6中设定,运行信号为M1.0。这些值均通过变量表“Drive_Run”设定及监控。控制程序见图12

   (2)停止驱动器:

       应发送控制字047E至驱动器。

   (3)读取驱动器状态字及频率实际值:

       PLC接收状态字1(ZSW1),存放在DB10.DBW0中;接收驱动器传来的频率实际值,存放在DB10.DBW2中。


12.  控制程序

 


13. DB10

七、驱动器参数的读取及写入

1.扩展PROFIDRIVE功能(DPV1)

非周期性数据传送模式允许:

    •    交换大量的用户数据

    •    DPV1的功能 READ WRITE可以实现非周期性数据交换。传输数
       据块的内容应遵照
PROFIdrive参数通道(DPV1)数据集DS47(非周期参
       数通道结构)。

2. 参数请求及参数应答的结构

    参数请求包括三部分:请求标题、参数地址及参数值。

2.参数请求格式

 

3.参数应答格式

 

 

 

4.参数请求及应答描述

 

 

5.DPV1参数应答中的错误值描述

 

 

 

3. S7-300/400PLC通过PROFINET非周期性通讯方式读取驱动器参数。

请注意:PLC读取驱动器参数时必须使用两个功能块SFB52 / SFB53 (程序参见图14)

举例如下:

(1) 使用标志位M10.0及功能块SFB53将读请求(数据集RECORD DB1)(15)发送至驱动器。 

       M10.0设定为数值1启动读请求,当读请求完成后必须将该请求置0,结束该请求。ERROR = 1: 表示执行此功能块时有错误产生,而STATUS 指示功能块执行状态或错误信息

(2) 使用标志位M10.2及功能块SFB52读取参数的请求响应(响应块DB2)(参见图16)

    将M10.2设定为数值1读取参数请求响应,完成后必须将该位置0,结束该请求。ERROR = 1: 表示执行此功能块时有错误产生,而STATUS 指示功能块执行状态或错误信息


 



14.  读取驱动器参数程序



15.  “写”请求数据块DB1

 


16.  驱动器返回参数值数据块DB2

4. S7-300/400PLC通过PROFINET非周期性通讯方式修改驱动器参数P1217

举例如下:

       PLC写参数时只需使用SFB53,在本项目的Network 4中发送写请求DB101 (参见图18) 到驱动器; PLC读“写参数”响应时需使用SFB52,在本项目中读取驱动器返回的参数值数据块为DB102 (参见图19) 。程序参见图17

 (1) M11.0设定为数值1启动写请求,当写请求完成后必须将该请求置0,结束该请求。ERROR = 1: 表示执行此功能块时有错误产生,而STATUS 指示功能块执行状态或错误信息

(2)  M11.2设定为数值1读请求,完成后必须将该请求置0,结束该请求。ERROR = 1: 表示执行此功能块时有错误产生,而STATUS 指示功能块执行状态或错误信息



17.  写入驱动器参数程序



18.  写请求DB101

 


19.  驱动器返回的数据块DB102

 

八、程序参考实例

驱动器控制及读、写参数示例程序请参考附带文件:PLC319andCU310PN200831092037787.rar (978 KB) ( 978 KB ) 。

 

关键词
PROFINETS7-300SINAMICS S120 、通讯、硬件组态、编程。

安全性信息
为了保护技术基础设施、系统、机器和网络免受网络威胁,有必要实施并持续维护一个全面、最先进的IT安全方案。西门子的产品和解决方案构成了这一方案的一个要素。有关网络安全的更多信息,请访问
https://www.siemens.com/cybersecurity#Ouraspiration.
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