1、PROFINET 通訊功能概述

SINAMICS G120 的控制單元 CU250S-2PN 支持基于 PROFINET 的周期過(guò)程數據交換和變頻器參數訪(fǎng)問(wèn)。

周期過(guò)程數據交換—PROFINET IO 控制器可以將控制字和主給定值等過(guò)程 數據周期性的發(fā)送至變頻器，并從變頻器周期性的讀取狀態(tài)字和實(shí)際轉速等過(guò)程數據。

變頻器參數訪(fǎng)問(wèn)—提供 PROFINET IO 控制器訪(fǎng)問(wèn)變頻器參數的接口，有兩 種方式能夠訪(fǎng)問(wèn)變頻器的參數：

1）周期性通訊的 PKW 通道（參數數據區）：通過(guò) PKW 通道 PROFINET IO 控制器可以讀寫(xiě)變頻器參數，每次只能讀或寫(xiě)一個(gè)參數，PKW 通道 的長(cháng)度固定為 4 個(gè)字。

2）非周期通訊：PROFINET IO 控制器通過(guò)非循環(huán)通訊訪(fǎng)問(wèn)變頻器數據記錄 區，每次可以讀或寫(xiě)多個(gè)參數。

本文通過(guò)示例介紹 S7-1500 與 G120 CU250S-2PN 的 PROFINET PZD 通信，以組態(tài)標準報文 1 為例介紹通過(guò) S7-1500 如何控制變頻器的起停、調速以及讀 取變頻器狀態(tài)和電機實(shí)際轉速。

2、S7-1500與G120的PROFINET PZD通信實(shí)例

2.1 硬件列表

2.2 軟件列表

2.3 硬件組態(tài)

創(chuàng )建 S7-1500 項目，打開(kāi) TIA PORTAL 軟件：

1）選擇創(chuàng )建新項目；

2）輸入項目名稱(chēng)；

3）點(diǎn)擊“創(chuàng )建”按鈕。

圖2-1 創(chuàng )建S7-1500 項目

添加S7-1516-3PN/DP，創(chuàng )建項目：

1）打開(kāi)項目視圖，點(diǎn)擊'添加新設備'，彈出添加新設備對話(huà)框；

2）設備樹(shù)中選擇S7-1500->CPU->CPU 1516-3PN/DP->6ES7 516-3AN00-0AB0；

3）選擇CPU 版本號；

4）點(diǎn)擊“添加”按鈕。

圖2-2 添加S7-1500 CPU1516-3PN/DP

添加G120 站：

1）點(diǎn)擊設備和網(wǎng)絡(luò )進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )視圖頁(yè)面；

2）將硬件目錄中“其它現場(chǎng)設備-> PROFINET IO -> 驅動(dòng)器 -> Siemens AG -> SINAMICS -> SINAMICS G120 CU250S-2 PN Vector V4.6”模塊拖拽到網(wǎng)絡(luò )視圖空白處；

3）點(diǎn)擊藍色提示“未分配”以插入站點(diǎn)，選擇主站“PLC_2.PROFINET 接口_1”， 完成與 IO 控制器網(wǎng)絡(luò )連接。

圖2-3 添加G120 從站

組態(tài)S7-1500 的Device Name 和分配IP地址：

1）點(diǎn)擊CPU1516-3PN/DP，設置其Device Name 為“plc1500”；

2）分配IP 地址

圖2-4 設置CPU1516-3PN/DP 的Device Name 和分配 IP 地址

組態(tài) G120 的 Device Name 和分配 IP 地址：

1）點(diǎn)擊 G120，設置其 Device Name 為“g120pn”；

2）分配 IP 地址。

圖2-5 設置G120 的Device Name 和分配IP 地址

完成上面的操作后，硬件組態(tài)中S7-1500 和G120 的IP 地址和Device Name 就已經(jīng)設置好了?，F在組態(tài)G120 的報文：

1）將硬件目錄中“Standard telegram1，PZD-2/2 ”模塊拖拽到“設備概覽”視圖 的插槽中，系統自動(dòng)分配了輸入輸出地址，本示例中分配的輸入地址 IW0、IW2，輸出地址 QW0、QW2；

2）編譯項目。

圖2-6 組態(tài)與CU250S-2 PN 通信報文

下載硬件配置：

1）鼠標單擊“PLC_2”選項；

2）點(diǎn)擊“下載到設備”按鈕；

3）選擇 PG/PC 接口類(lèi)型，PG/PC 接口，子網(wǎng)的鏈接；

4）點(diǎn)擊“下載”按鈕。

圖2-7 下載硬件配置

2.4、SINAMICS G120 的配置

在完成 S7-1500 的硬件配置下載后，S7-1500 與 G120 還無(wú)法進(jìn)行通訊，必須 為G120 分配 Device Name 和IP 地址，保證為G120 實(shí)際分配的Device Name 與硬件組態(tài)中為G120 分配的Device Name 一致。分配G120 的設備名稱(chēng)：

1）如下圖所示選擇“更新可訪(fǎng)問(wèn)的設備”，并點(diǎn)擊“在線(xiàn)并診斷”；

2）點(diǎn)擊“命名”；

3）設置G120 PROFINET 設備名稱(chēng)g120pn，并點(diǎn)擊“分配名稱(chēng)”按鈕；

4）從消息欄中可以看到提示。

圖 2-8

分配G120 Device Name分配G120 的IP 地址：

1）如下圖所示選擇“更新可訪(fǎng)問(wèn)的設備”，并點(diǎn)擊“在線(xiàn)并診斷”；

2）點(diǎn)擊“分配IP 地址”；

3）設置 G120 IP 地址和子網(wǎng)掩碼，并點(diǎn)擊“分配 IP 地址”按鈕；

4）從消息欄中可以看到提示“當前連接的 PROFINET 配置已經(jīng)改變。需重新啟 動(dòng)驅動(dòng)，新配置才生效”。

圖2-9

分配G120 IP 地址設置 G120 的命令源和報文類(lèi)型：

1）在線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn) G120；

2）選擇通訊設置；

3)設置 P0922=1，選擇“標準報文 1， PZD2/2”。

圖2-10

G120 配置變頻器自動(dòng)設置的參數如下：

2.5 通過(guò)標準報文1 控制電機起停及速度

S7-1500 通過(guò) PROFINET PZD 通信方式將控制字 1（STW1）和主設定值（ NSOLL_A）周期性的發(fā)送至變頻器，變頻器將狀態(tài)字 1（ZSW1）和實(shí)際轉速（ NIST_A）發(fā)送到S7-1500.

1. 控制字：常用控制字如下，有關(guān)控制字1（STW1）詳細定義請參考“3 PROFINET 報文結構及控制字和狀態(tài)字”章節。

·047E(16 進(jìn)制) - OFF1 停車(chē)

·047F(16 進(jìn)制) - 正轉啟動(dòng)

2. 主設定值：速度設定值要經(jīng)過(guò)標準化，變頻器接收十進(jìn)制有符號整數16384（4000H 十六進(jìn)制）對應于100%的速度，接收的最大速度為32767（200%）。參數P2000 中設置100%對應的參考轉速。

3. 反饋狀態(tài)字詳細定義請參考“3 PROFINET 報文結構及控制字和狀態(tài)字”章節。

4. 反饋實(shí)際轉速同樣需要經(jīng)過(guò)標準化，方法同主設定值。

示例：通過(guò)TIA PORTAL 軟件“監控表”模擬控制變頻器起停、調速和監控變頻器 運行狀態(tài)。

表 2-3 PLC I/O 地址與變頻器過(guò)程值

1.程序

圖2-11 程序

2. 啟動(dòng)變頻器

首次啟動(dòng)變頻器需將控制字 1（STW1）16#047E 寫(xiě)入 QW0 使變頻器運行準備 就緒，然后將 16#047F 寫(xiě)入 QW0 啟動(dòng)變頻器。

3. 停止變頻器

將16#047E 寫(xiě)入QW0 停止變頻器；

4.調整電機轉速調整電機轉速調整電機轉速

將主設定值（NSOLL_A）十六進(jìn)制 2000 寫(xiě)入 QW2，設定電機轉速為 750rpm。

5.讀取 IW0 和 IW2 分別可以監視變頻器狀態(tài)和電機實(shí)際轉速。

圖2-12 監控表

3、PROFINET報文結構及控制字和狀態(tài)字

3.1 報文結構

表 3-2 報文說(shuō)明

3.2 控制字

表3-3 控制字

3.3?狀態(tài)字