一、PROFINET IO / RT通訊功能概述

CPU319-3 PN/DP與SINAMICS S120 之間通過PROFINET IO / RT可進行周期性及非周期性數據通訊。使用標準S7功能塊SFC14/SFC15，S7-300/400PLC通過PROFINET周期性通訊方式可將控制字1(CTW1)和主設定值(NSETP_B)發送至驅動器；使用標準S7功能塊SFB52 / SFB53，可以實現非周期性數據交換，讀取或寫入驅動器的參數。

二、S7-300/400與S120裝置的連接

1．硬件連接

圖 1.

 

(1). 通過PROFINET IO / RT 連接 SIMATIC CPU 319-3 PN/DP 及 CU310PN.

 

2.硬件：

 

 

3、使用的軟件

? 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

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

 

4、通訊概覽

Net Pro通訊配置

圖 2.

 

IP 地址及通訊名稱:

 

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：所有節點的子網掩碼：255.255.255.0。

 

三、必備條件

1.  PROFINET IO 條件

在本例中對于使用的軟件版本，還應滿足下列條件：

應用例程的發送時鐘為 1 ms。更新時間應設為 2n ms，此值可允許的范圍為：

1 ms 至 512 ms。

 

四、項目配置

1、 Drive

 

 

2、硬件組態

(1)安裝SINAMCIS S120 CU310PN 的GSD文件

對于PROFIBUS DP 及 PROFINET IO 需要的所有 GSD 文件存在S120的CF卡中，將這些文件拷貝至本地硬盤并解壓縮。

在硬件配置中選擇“Options => Install GSD file"

圖 3.

 

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

GSD文件安裝后，設備會出現在硬件組態的如下目錄中:

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

注意：

    ?   GSD 子文件夾只有在安裝DriveES 或 SIMOTION SCOUT后才有效。否則 GSD設備可直接在SINAMICS 文件夾中被找到。

    ?   如果安裝了 DriveES Basic / Simatic 或 SIMOTION SCOUT，則不必安裝 GSD 文件。

 

(2)對于CPU319建立PROFINET網絡

圖 4.

 

在插入CPU319-3PN/DP時會彈出建立PROFINET網絡的窗口，在此新建一個PROFINET網絡并設置此PLC PN節點的IP地址及子網掩碼。

(3)將CP310PN拖曳至PROFINET總線上(若安裝GSD文件)

圖 5.

 

將CP310PN拖曳至PROFINET總線上(若安裝Drive ES)

圖 6.

 

(4)雙擊310PN，打開其屬性窗口

分配其設備名稱及IP地址，此處選擇“Assign IP address via IO controler”。

圖 7.

 

(5)分配310PN控制的驅動及IO報文

圖 8.

 

(6)在"IO Cycle"中設置數據處理及響應監控的更新時間

圖 9.

 

 

3、初始化通訊節點

在硬件組態畫面中，點擊 "PLC =>Ethernet => Edit Ethernet nodes"，在打開的畫面中網絡可被瀏覽，通過此畫面配置310PN的設備名稱及IP地址。

 

圖 10.

 

五、使用STARTER / SCOUT調試

在 SIMATIC Manager 中鼠標右鍵點擊SINAMICS_CU310_PN ，選擇“open object”，可通過 STARTER/SCOUT調試工具將CU310_PN 項目打開。

圖 10.

可通過使用"Automatic configuration"對驅動裝置在線進行自動配置。配置結束后通過"Copy RAM to ROM"將參數存貯至CF卡中。

本例中：

    ?   驅動裝置選擇報文“telegram 1 ”。

    ?   CU單元選擇報文“telegram 390。

圖 11.

 

CU參數化:

鼠標右鍵點擊"CU_S_126" ，選擇"Expert => Expert list"打開專家參數列表，可改變下列參數：

    ? P728.8 = output: DI/DO 8 可用于數字量輸出 (如果p922=390，自動設置
      p738=2091.0)。

    ? P922: PROFIBUS PZD SIEMENS telegram 390 (390)。

    ? p2104 BI: 2. Acknowledge faults SERVO_02 : r2090.7。

                      

六、通過PN總線對電機起、停及速度控制

       S7-300/400PLC通過PROFINET周期性通訊方式將控制字1(CTW1)和主設定值(NSETP_B)發送至驅動器。

       (1)       控制字中Bit0做電機的起、停控制。

       (2)       主設定值為速度設定值，頻率設定值和實際值要經過標準化，使得4000H(十六進制)對應于100%，發送的最高頻率(最大值)為7FFFH(200%)。可以在P2000中修改參考頻率(缺省值為50Hz)。

       (3)       當組態的報文結構 PZD=2或自由報文999時，在S7-300/400 中可用“MOVE”指令進行數據傳送；當組態的報文結構  PZD〉2，在S7-300/400 中需調用SFC14和SFC15系統功能塊。

        ?   SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀驅動裝置的過程數據。

        ?   SFC15(“DPWR_DAT”)用于將過程數據寫入驅動裝置。

例子：SERVO_02 ”控制字、主設定值的發送及狀態字、實際頻率的讀取程序

       (1) 控制驅動器運行：

    通過先發送控制字(STW1)047E然后發送047F來啟動驅動器，該數據控制字在DB10.DBW4(見圖13)中指定，主設定值在DB10.DBD6中設定，運行信號為M1.0。這些值均通過變量表“Drive_Run”設定及監控。控制程序見圖12。

   （2）停止驅動器：

       應發送控制字047E至驅動器。

   （3）讀取驅動器狀態字及頻率實際值：

       PLC接收狀態字1(ZSW1)，存放在DB10.DBW0中；接收驅動器傳來的頻率實際值，存放在DB10.DBW2中。

圖12.  控制程序

 

圖13. DB10

七、驅動器參數的讀取及寫入

1.擴展PROFIDRIVE功能(DPV1)

非周期性數據傳送模式允許：

    ?    交換大量的用戶數據

    ?    用DPV1的功能 READ 和 WRITE可以實現非周期性數據交換。傳輸數
       據塊的內容應遵照 PROFIdrive參數通道(DPV1)數據集DS47（非周期參
       數通道結構）。

2. 參數請求及參數應答的結構

    參數請求包括三部分：請求標題、參數地址及參數值。

表2.參數請求格式

 

表3.參數應答格式

 

 

 

表4.參數請求及應答描述

 

 

表5.在DPV1參數應答中的錯誤值描述

 

 

 

3. S7-300/400PLC通過PROFINET非周期性通訊方式讀取驅動器參數。

請注意：PLC讀取驅動器參數時必須使用兩個功能塊SFB52 / SFB53 (程序參見圖14)

舉例如下：

(1) 使用標志位M10.0及功能塊SFB53將讀請求(數據集RECORD DB1)(圖15)發送至驅動器。 

       將M10.0設定為數值1啟動讀請求，當讀請求完成后必須將該請求置0，結束該請求。ERROR = 1: 表示執行此功能塊時有錯誤產生，而STATUS 指示功能塊執行狀態或錯誤信息。

(2) 使用標志位M10.2及功能塊SFB52讀取參數的請求響應(響應塊DB2)(參見圖16)。

    將M10.2設定為數值1讀取參數請求響應，完成后必須將該位置0，結束該請求。ERROR = 1: 表示執行此功能塊時有錯誤產生，而STATUS 指示功能塊執行狀態或錯誤信息。

 

圖14.  讀取驅動器參數程序


圖15.  “寫”請求數據塊DB1

 

圖16.  驅動器返回參數值數據塊DB2

4. S7-300/400PLC通過PROFINET非周期性通訊方式修改驅動器參數P1217。

舉例如下：

       PLC寫參數時只需使用SFB53，在本項目的Network 4中發送寫請求DB101 (參見圖18) 到驅動器； PLC讀“寫參數”響應時需使用SFB52，在本項目中讀取驅動器返回的參數值數據塊為DB102 (參見圖19) 。程序參見圖17。

 (1) 將M11.0設定為數值1啟動寫請求，當寫請求完成后必須將該請求置0，結束該請求。ERROR = 1: 表示執行此功能塊時有錯誤產生，而STATUS 指示功能塊執行狀態或錯誤信息。

(2)  將M11.2設定為數值1讀請求，完成后必須將該請求置0，結束該請求。ERROR = 1: 表示執行此功能塊時有錯誤產生，而STATUS 指示功能塊執行狀態或錯誤信息。

圖17.  寫入驅動器參數程序

圖18.  寫請求DB101

 

圖19.  驅動器返回的數據塊DB102