PLC與變頻器通訊(轉(zhuǎn))

西門子的USS通訊，無需使用特殊硬件，PLC與變頻器都有繼承的串口，簡單，價廉。如果要使用總線的話，就需要額外使用通訊卡或適配器。

PLC與驅(qū)動裝置連接，主要實現(xiàn)的任務(wù)是：

控制驅(qū)動裝置的啟動、停止等運行狀態(tài)

控制驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)速等參數(shù)

獲取驅(qū)動裝置的狀態(tài)和參數(shù)

S7-200和西門子傳動裝置主要可以通過以下幾種方式連接在一起工作：

S7-200通過數(shù)字量(DI/DO)信號控制驅(qū)動裝置的運行狀態(tài)和速度

S7-200通過數(shù)字量信號控制驅(qū)動裝置的運行狀態(tài);通過模擬量(AI/AO)信號控制轉(zhuǎn)速等參數(shù)

S7-200通過串行通信控制驅(qū)動裝置的運行和各種參數(shù)

****************************************************************

由于題目的需要，那就使用“S7-200通過串行通信控制驅(qū)動裝置的運行”，也就是控制啟停。

S7-200CPU將在USS通信中作為主站。而變頻器則為USS從站。

當(dāng)S7-200的編程軟件為V4.0SP5以上的話，就包括USS協(xié)議指令庫，以下介紹通過西門子提供的USS指令庫與MM440之間的串行通信控制。

1、關(guān)于指令庫

見下圖，就是安裝了USS協(xié)議指令庫的指令樹。

西門子的標(biāo)準(zhǔn)USS協(xié)議庫以淺藍(lán)色圖標(biāo)表示。如果未找到淺藍(lán)色圖標(biāo)的指令庫，說明系統(tǒng)中沒有安裝西門子標(biāo)準(zhǔn)指令庫。必須先安裝標(biāo)準(zhǔn)指令庫。

2、USS初始化指令

西門子的S7-200USS標(biāo)準(zhǔn)指令庫包括14個子程序和3個中斷服務(wù)程序。但是只有8個指令可供用戶使用。一些子程序和所有中斷服務(wù)程序都在調(diào)用相關(guān)的指令后自動起作用。每個USS庫應(yīng)用都要先進(jìn)行USS通信的初始化。使用USS_INIT指令初始化USS通信功能。

打開USS指令庫分支，像調(diào)用子程序一樣調(diào)用USS_INIT指令。

上圖中：

a.EN：初始化程序USS_INIT只需在程序中執(zhí)行一個周期就能改變通信口的功能，以及進(jìn)行其他一些必要的初始設(shè)置，因此可以使用SM0.1或者沿觸發(fā)的接點調(diào)用USS_INIT指令;

b.Mode：模式選擇，執(zhí)行USS_INIT時，Mode的狀態(tài)決定是否在Port0上使用USS通信功能;

=1設(shè)置Port0為USS通信協(xié)議并進(jìn)行相關(guān)初始化

0恢復(fù)Port0為PPI從站模式

c.Baud：USS通信波特率。此參數(shù)要和變頻器的參數(shù)設(shè)置一致;

=24002400bit/s

48004800bit/s

96009600bit/s

1920019200bit/s

3840038400bit/s

5760057600bit/s

115200115200bit/s

d.Active：此參數(shù)決定網(wǎng)絡(luò)上的哪些USS從站在通信中有效。詳見下面的說明;

e.Done：初始化完成標(biāo)志

f.Error：初始化錯誤代碼

Active參數(shù)USS_INIT子程序的Active參數(shù)用來表示網(wǎng)絡(luò)上哪些USS從站要被主站訪問，即在主站的輪詢表中激活。網(wǎng)絡(luò)上作為USS從站的驅(qū)動裝置每個都有不同的USS協(xié)議地址，主站要訪問的驅(qū)動裝置，其地址必須在主站的輪詢表中激活。USS_INIT指令只用一個32位長的雙字來映射USS從站有效地址表，Active的無符號整數(shù)值就是它在指令輸入端的取值。

在上表中的這個32位的雙字中，每一位的位號表示USS從站的地址號;要在網(wǎng)絡(luò)中激活某地址號的驅(qū)動裝置，則需要把相應(yīng)位號的位置設(shè)為二進(jìn)制“1"，不需要激活USS從站，相應(yīng)的位設(shè)置為”0"。后對此雙字取無符號整數(shù)就可以得出Active參數(shù)的取值。

將使用站地址為3的MM440變頻器，則須在位號為03的位單元格中填入二進(jìn)制“1"。其他不需要激活的地址對應(yīng)的位設(shè)置為”0"。取整數(shù)，計算出的Active值為00000008h，即16#00000008，也等于十進(jìn)制數(shù)8(如調(diào)用USS_INIT指令中的d)

我一般都是使用16進(jìn)制數(shù)，這樣可以每4位一組進(jìn)行加權(quán)計算出16進(jìn)制數(shù)，并組合成一個整數(shù)。如果一時難以計算出有多個USS從站配置情況下的Active值，可以使用Windows自帶的計算器。將其設(shè)置為科學(xué)計算器模式，可以方便地轉(zhuǎn)換數(shù)制。

3、分配庫存儲區(qū)地址

指令庫或者向?qū)Ф家蠓峙鋷齑鎯^(qū)地址，這也是使用西門子200容易忽略的步驟。

USS指令庫需要大概400個字節(jié)的V存儲區(qū)用于支持其工作。調(diào)用USS_INIT指令后就可以為USS指令庫分配庫存儲區(qū)。也可以在編程的稍后階段分配存儲區(qū)地址，但這一步是必不可少的，否則程序無法通過編譯。注意：S7-200中的數(shù)據(jù)存儲區(qū)分配原則，分配給庫指令的數(shù)據(jù)區(qū)絕對不能與其他程序使用的數(shù)據(jù)區(qū)有任何重疊。否則會造成出錯。

在指令樹的Project(項目)中，以鼠標(biāo)右鍵單擊ProgramBlock(程序塊)，在彈出的快捷菜單中選擇LibraryMemory。如下圖所示：

4、USS驅(qū)動裝置控制功能塊

USS_CTRL指令用于對單個驅(qū)動裝置進(jìn)行運行控制。這個功能塊利用了USS協(xié)議中的PZD數(shù)據(jù)傳輸，控制和反饋信號更新較快。

網(wǎng)絡(luò)上的每一個激活的USS驅(qū)動裝置從站，都要在程序中調(diào)用一個獨占的USS_CTRL指令，而且只能調(diào)用一次。需要控制的驅(qū)動裝置必須在USS初始化指令運行時定義為“激活”。

在USS通信指令庫分支中選擇USS_CTRL指令

上圖中：

a.EN：使用SM0.0使能USS_CTRL指令

b.RUN：驅(qū)動裝置的啟動/停止控制

=0停止

1運行

此停車是按照驅(qū)動裝置中設(shè)置的斜坡減速指電機(jī)停止

c.OFF2：停車信號2。此信號為“1"時，驅(qū)動裝置將封鎖主回路輸出，電機(jī)自由停車

d.OFF3：停車信號3。此信號為”1"時，驅(qū)動裝置將快速停車

e.F_ACK：故障確認(rèn)。當(dāng)驅(qū)動裝置發(fā)生故障后，將通過狀態(tài)字向USS主站報告;如果造成故障的原因排除，可以使用此輸入端清除驅(qū)動裝置的報警狀態(tài)，即復(fù)位。注意這是針對驅(qū)動裝置的操作。

f.DIR：電機(jī)運轉(zhuǎn)方向控制。其“0/1”狀態(tài)決定運行方向

g.Drive：驅(qū)動裝置在USS網(wǎng)絡(luò)上的站號。從站必須先在初始化時激活才能進(jìn)行控制

h.Type：向USS_CTRL功能塊指示驅(qū)動裝置類型

=0MM3系列，或更早的產(chǎn)品

1MM4系列，SINAMICSG110

i.Speed_SP：速度設(shè)定值。速度設(shè)定值必須是一個實數(shù)，給出的數(shù)值是變頻器的頻率范圍百分比還是絕對的頻率值取決于變頻器中的參數(shù)設(shè)置(如MM440的P2009)

j.Resp_R：從站應(yīng)答確認(rèn)信號。主站從USS從站收到有效的數(shù)據(jù)后，此位將為“1"一個程序掃描周期，表明以下的所有數(shù)據(jù)都是新的

k.Error：錯誤代碼。0=無出錯。其他錯誤代碼請參考

l.Status：驅(qū)動裝置的狀態(tài)字。此狀態(tài)字直接來自驅(qū)動裝置的狀態(tài)字，表示了當(dāng)時的實際運行狀態(tài)

詳細(xì)的狀態(tài)字信息意義請參考相應(yīng)的驅(qū)動裝置手冊。

m.Speed：驅(qū)動裝置返回的實際運轉(zhuǎn)速度值，實數(shù)。是否頻率值跟隨設(shè)定值的規(guī)格化設(shè)定

n.Run_EN：運行模式反饋，表示驅(qū)動裝置是運行(為1)還是停止(為0)

o.D_Dir：指示驅(qū)動裝置的運轉(zhuǎn)方向，反饋信號

p.Inhibit：驅(qū)動裝置禁止?fàn)顟B(tài)指示(0-未禁止，1-禁止?fàn)顟B(tài))。禁止?fàn)顟B(tài)下驅(qū)動裝置無法運行。要清除禁止?fàn)顟B(tài)，故障位必須復(fù)位，并且RUN,OFF2和OFF3都為0

q.Fault：故障指示位(0-無故障，1-有故障)。表示驅(qū)動裝置處于故障狀態(tài)，驅(qū)動裝置上會顯示故障代碼(如果有顯示裝置)。要復(fù)位故障報警狀態(tài)，必須先消除引起故障的原因，然后用F_ACK或者驅(qū)動裝置的端子、或操作面板復(fù)位故障狀態(tài)。

USS_CTRL已經(jīng)能完成基本的驅(qū)動裝置控制，如果需要有更多的參數(shù)控制選項，可以選用USS指令庫中的參數(shù)讀寫指令實現(xiàn)。

5、MM440的參數(shù)設(shè)置

5.1控制源參數(shù)設(shè)置

控制命令控制驅(qū)動裝置的啟動、停止、正/反轉(zhuǎn)等功能。控制源參數(shù)設(shè)置決定了驅(qū)動裝置從何種途徑接受控制信號。

控制源由參數(shù)P0700設(shè)置，選擇5

5.2設(shè)定源控制參數(shù)

設(shè)定值控制驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)速/頻率等功能。設(shè)定源參數(shù)決定了驅(qū)動裝置從哪里接受設(shè)定值(即給定)。

設(shè)定源由參數(shù)P1000設(shè)置：同樣選擇5

5.3USS通信控制的參數(shù)設(shè)置

主要參數(shù)有：

1.P0700：設(shè)置P0700[0]=5，即控制源來自COMLink上的USS通信

2.P1000：設(shè)置P1000[0]=5，即設(shè)定源來自COMLink上的USS通信

3.P2009：決定是否對COMLink上的USS通信設(shè)定值規(guī)格化，即設(shè)定值將是運轉(zhuǎn)頻率的百分比形式，還是絕對頻率值

=0不規(guī)格化USS通信設(shè)定值，即設(shè)定為變頻器中的頻率設(shè)定范圍的百分比形式。

1對USS通信設(shè)定值進(jìn)行規(guī)格化，即設(shè)定值為絕對的頻率數(shù)值。

4.P2010：設(shè)置COMLink上的USS通信速率。根據(jù)S7-200通信口的限制，支持的通信波特率有：

=42400bit/s

54800bit/s

69600bit/s

719200bit/s

838400bit/s

957600bit/s

12115200bit/s

5.P2011：設(shè)置P2011[0]=0至31，即驅(qū)動裝置COMLink上的USS通信口在網(wǎng)絡(luò)上的從站地址。

USS網(wǎng)絡(luò)上不能有任何兩個從站的地址相同。

6.P2012：設(shè)置P2012[0]=2，即USSPZD區(qū)長度為2個字長。

7.P2013：設(shè)置P2013[0]=127，即USSPKW區(qū)的長度可變。

8.P2014：設(shè)置P2014[0]=0至65535，即COMLink上的USS通信控制信號中斷超時時間，單位為ms。如設(shè)置為0，則不進(jìn)行此端口上

的超時檢查。

此通信控制信號中斷，指的是接收到的對本裝置有效通信報文之間的大間隔。如果設(shè)定了超時時間，報文間隔超過此設(shè)定時間還沒有接收到

下一條信息，則會導(dǎo)致F0072錯誤，變頻器將會停止運行。通信恢復(fù)后此故障才能被復(fù)位。

根據(jù)USS網(wǎng)絡(luò)通信速率和站數(shù)的不同，此超時值會不同。如果要設(shè)定超時值，請參考相關(guān)表格，并選取一個適當(dāng)?shù)臄?shù)值。

9.P0971：設(shè)置P0971=1，上述參數(shù)將保存入MM440的EEPROM中。

USS通信是由S7-200和驅(qū)動裝置配合，因此相關(guān)參數(shù)一定要配合設(shè)置。如通信速率設(shè)置不一樣，當(dāng)然無法通信。

我這有個西門子的PLC和變頻器DP通訊

一、硬件組態(tài)

1.將MASTERDRIVESCBP/CBP2加入組態(tài)

2.Profibus地址

3.將MICR.master4加入組態(tài)

4.Profibus地址

二、選擇數(shù)據(jù)格式

1.MASTERDRIVE中可供選擇的PP0類型

2.I/Qaddress

3.MICR.master4中可供選擇的數(shù)據(jù)格式

4.I/Qaddress

Step7中的編程

創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊DB1

說明:

1.在Step7中對PKW(參數(shù)區(qū))讀寫參數(shù)時調(diào)用SFC14和SFC15

2.SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀Profibus從站的數(shù)據(jù)

3.SFC15(“DPWR_DAT”)用于將數(shù)據(jù)寫入Profibus從站

4.W#16#100(即256)是硬件組態(tài)時PKW的起始地址

舉例

讀參數(shù)r015

1.W#16#100(即256)是硬件組態(tài)時PKW的起始地址

2.將從站數(shù)據(jù)讀入DB1.DBX0.0開始的8個字節(jié)(P#DB1.DBX0.0BYTE8)

PKE->DB1.DBW0

IND->DB1.DBW2

PWE1->DB1.DBW4參數(shù)值的高字位

PWE2->DB1.DBW6參數(shù)值的低字位

3.將DB1.DBX28.0開始的8個字節(jié)寫入從站(P#DB1.DBX28.0BYTE8)

DB1.DBW28->PKE

DB1.DBW30->IND

參數(shù)值的高字位DB1.DBW32->PWE1

參數(shù)值的低字位DB1.DBW34->PWE2

舉例

讀參數(shù)P401.2

1.W#16#100(即256)是硬件組態(tài)時PKW的起始地址

2.將從站數(shù)據(jù)讀入DB1.DBX0.0開始的8個字節(jié)(P#DB1.DBX0.0BYTE8)

PKE->DB1.DBW0

IND->DB1.DBW2

PWE1->DB1.DBW4參數(shù)值的高字位

PWE2->DB1.DBW6參數(shù)值的低字位

3.將DB1.DBX28.0開始的8個字節(jié)寫入從站(P#DB1.DBX28.0BYTE8)

DB1.DBW28->PKE

DB1.DBW30->IND

參數(shù)值的高字位DB1.DBW32->PWE1

參數(shù)值的低字位DB1.DBW34->PWE2

舉例

3.讀參數(shù)U001.2

1.W#16#100(即256)是硬件組態(tài)時PKW的起始地址

2.將從站數(shù)據(jù)讀入DB1.DBX0.0開始的8個字節(jié)(P#DB1.DBX0.0BYTE8)

PKE->DB1.DBW0

IND->DB1.DBW2

PWE1->DB1.DBW4參數(shù)值的高字位

PWE2->DB1.DBW6參數(shù)值的低字位

3.將DB1.DBX28.0開始的8個字節(jié)寫入從站(P#DB1.DBX28.0BYTE8)

DB1.DBW28->PKE

DB1.DBW30->IND

參數(shù)值的高字位DB1.DBW32->PWE1

參數(shù)值的低字位DB1.DBW34->PWE2

舉例(寫參數(shù))

4.寫參數(shù)P401.1(將W#16#1000寫入P401.1中)

1.將W#16#8191寫入DB1.DBW28(PWE)

1.W#16#100(即256)是硬件組態(tài)時PKW的起始地址

2.將從站數(shù)據(jù)讀入DB1.DBX0.0開始的8個字節(jié)(P#DB1.DBX0.0BYTE8)

PKE->DB1.DBW0

IND->DB1.DBW2

PWE1->DB1.DBW4參數(shù)值的高字位

PWE2->DB1.DBW6參數(shù)值的低字位

3.將DB1.DBX28.0開始的8個字節(jié)寫入從站(P#DB1.DBX28.0BYTE8)

DB1.DBW28->PKE

DB1.DBW30->IND

參數(shù)值的高字位DB1.DBW32->PWE1

參數(shù)值的低字位DB1.DBW34->PWE2

對PZD(過程數(shù)據(jù))的讀寫

說明:

1.在Step7中對PZD(過程數(shù)據(jù))讀寫參數(shù)時調(diào)用SFC14和SFC15

2.SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀Profibus從站的數(shù)據(jù)

3.SFC15(“DPWR_DAT”)用于將數(shù)據(jù)寫入Profibus從站

4.W#16#108(即264)是硬件組態(tài)時PZD的起始地址

5.對特殊結(jié)構(gòu)的PZD可用PQW,PIW進(jìn)行讀寫

舉例

5:對PPO5中10PZD的讀寫

DB1中與PZD相對應(yīng)的數(shù)據(jù)字

1.在P918中設(shè)置Profibus地址,必須與Step7中設(shè)置相同.地址不能重復(fù).

2.控制字第十位置“1”.PZD1=W#16#X4XX