CPU31x-2DP与MM440变频器之间的PROFIBUS-DP主从通信

CPU31x-2DP与MM440变频器之间的PROFIBUS-DP主从通信主讲:阳胜峰CPU31x-2DP与MM440变频器之间的PROFIBUS-DP主从通信MM440变频器既支持和主站的周期性数据通信，也支持和主站的非周期性数据通信。S7-300/400可以使用功能SFC14/SFC15（读取/修改）读取和修改MM440变频器参数值，调用一次可以读取或修改一个参数。也可以使用功能SFC58/SFC59或者SFB52/SFB53读取和修改多个MM440参数值，一次最多可以读取或修改39个参数。要实现S-300/400PLC与MM440变频器DP通信，需要在MM440变频器上加装DP通信模板。一、MM440周期性数据通讯的报文说明二、参数过程数据对象（PPO）三、硬件组态和站地址设置四、周期性DP通讯读取和修改参数五、PLC以PPO3模式控制MICROMASTERCPU31x-2DP与MM440变频器之间的PROFIBUS-DP主从通信一、MM440周期性数据通讯的报文说明MM440周期性数据通讯报文有效数据区域有由两部分构成，即PKW区（参数识别ID-数值区）和PZD区（过程数据），如图所示。PKW区最多占用4个字，即PKE区（参数标识符值，占用一个字）、IND（参数的下标，占用一个字）、PWE1和PWE2（参数数值，共占用二个字）。S7-300/400使用功能SFC14和SFC15读取和修改参数需要占用4个PKW。PKW区4个字的含义一、MM440周期性数据通讯的报文说明1.PKEPKW区的第一个字为PKE，用它来描述参数识识标识ID号。如表所示，参数识别标记ID总是一个16位的值，位0~10（PNU）描述所请求基本参数号码，位11（SPM）用于参数变更报告的触发位，位12~15（AK）包括任务识别标记ID或应答识别标记ID。一、MM440周期性数据通讯的报文说明任务识别标记ID的位含义一、MM440周期性数据通讯的报文说明应答任务识别标记ID的位含义一、MM440周期性数据通讯的报文说明2.INDPKW区的第二个字为IND，描述参数的下标。完整的参数号码是由基本参数号码和PNU参数页号组成。基本参数号码由PKE中的第0~10位设定。PNU参数页码由IND的第7位设定。总的参数号=基本参数号+参数页码×2000。基本参数号的范围是0~1999。一、MM440周期性数据通讯的报文说明3.PWE1和PWE2PWE1和PWE2是PKW区中的第三个和第四个字，用来描述参数数值。PWE1为高16位有效字，PWE2为低16位有效字。它们共同组成一个32位参数值。用PWE2传送一个16位参数值时，必须在PROFIBUS-DP主站中设定PKE1为0，即高16位设定为0。一、MM440周期性数据通讯的报文说明二、参数过程数据对象（PPO）在PROFIBUS-DP上可用周期性数据通讯控制变频器MICROMASTER4，用于周期性数据通讯的有效数据的结构，称为参数过程数据对象（PPO）。有效数据结构被分为可以传送的PKW区和PZD区。PKW用于读写参数值，PZD用于控制字和设定状态信息和实际值等，如控制电机的启停等。可以在DP主站中指定：当总线系统启动时，使用哪一种PPO类型从PROFIBUS-DP主站中寻址变频器。根据驱动的任务在自动化网络中选择PPO类型，PPO类型如图所示。不管选用哪种PPO，过程数据始终需要传送，选用过程数据PZD，可实现对变频器的启停、分配设定点及驱动的管理等。注意：MM420只支持PPO1和PPO3，MM440/430支持PPO1、PPO2、PPO3和PPO4。二、参数过程数据对象（PPO）PPO类型二、参数过程数据对象（PPO）例如在主站中设定为PPO1模式，则主站PLC进行数据输入和输出，并且只有PKW四个字和PZD1和PZD2的数据有效。PKW中的数据可以设定和读取变频器的参数值。PZD1和PZD2可以控制变频器的运行，包括修改变频器的运行输出频率、启停等。PPO2只有输出模式。PPO3不能读写变频器参数，但可以控制变频器的运行。这里所说的输出指的是主站PLC发送数据给变频器，输入指的是变频器返回数据给主站PLC。二、参数过程数据对象（PPO）三、硬件组态和站地址设置本例中选用CPU319F-3PN/DP，从站MM40上加装DP通信处理器。MM440的DP地址设为5。选择的报文结构为PPO1，即含有4个PKW和2个PZD，如图所示。本例中PKW的地址范围是256~263，PZD的地址范围是264~267。四、周期性DP通讯读取和修改参数首先在主程序OB1中调用SFC14（读取参数）和SFC15（修改参数），如图所示。功能块中LADDR为W#16#100，实际上是PKW的起始地址（即256）对应的16进制数。DB1.DBB0开始的8个字节是读到的值，DB1.DBB24开始的8个字节是需要修改的参数值。M20.0为使能位，同时要建立一个DB1的数据块。参数2000以下和2000以上的报文中IND不同，下面以实例介绍读取和修改MM440的单字参数类型。用SFC15把参数写入到MM440中，然后用SFC14又把该参数读到PLC主站中。下面以单字参数P2010为例进行操作。四、周期性DP通讯读取和修改参数例：修改P2010[1]参数为6。修改参数请求的数据如下：PKE=DB1.DBW24=200A（16进制）//2表示写请求，A表示基本参数地址为10。IND=DB1.DBW26=0180（16进制）//01表示参数下标为1，8表示参数号码相差2000，即2010号参数。PWE1=DB1.DBW2=0000（16进制）//设定值高16位为0。PWE2=DB1.DBW30=0006（16进制）//设定值低16位为6。修改参数后，变频器返回给PLC的数据如下：PKE=DB1.DBW0=100A//返回1表示单字长IND=DB1.DBW2=0180PWE1=DB1.DBW4=0PWE2=DB1.DBW6=6四、周期性DP通讯读取和修改参数数据监控效果如图所示四、周期性DP通讯读取和修改参数五、PLC以PPO3模式控制MICROMASTER由图可知，如果选择PPO3，从PLC到变频器有两个输出字PZD1和PZD2。它们对应控制字STW1和主设定点HSW。它们是从S7程序中用QW输出到变频器PROFIBUSDP通信模板中。从变频器传输的信息中，PLC会收到两个输入字信息（PZD1和PZD2），它们是状态字（PZD1=ZSW1）和主要实际值（PZD2=HIW），这两个输入字在S7程序中通过IW进行处理。STW1是PLC输出给变频器的控制字，该字的位含义如表10-6所示。如通过发送控制字047E，然后再发送变成047F就可以激活变频器运行（Bit0：启动的边沿信号）。ZWS1是变频器发送给PLC的状态字，该字的位含义如表所示。带有DP通信模板的MICROMASTER4的组态步骤如下：1.使用STEP7组态MICROMASTER4在STEP7的“Hardwareconfiguration/硬件组态”中，打开目录文件夹PROFIBUSDP→SIMOVERT；检查是否存在MICROMASTER4。如果不存在，可以将MM4的GSD文件导入硬件目录中。如图所示。在使用的硬件目录中链接Micromaster之后，硬件配置会提示输入一个总线地址，如图中的地址设为3。2.PPO类型的选择如果不打算读写任何参数，选择PPO3。如果要读写参数，选择PPO1。如果要读取变频器的数据，如从变频器读取电机数据，就应该选择带有PZD字3和4的一个选项，因为可以此时没有PKW机制。本例中选择PPO3类型。为了在DP主站和驱动之间进行数据通信，STEP7需要用到逻辑I/O地址（PLC的I/O地址），这些地址在硬件配置Micromaster时会自动分配，如在图10-79中，自动分配了IW256~IW259和QW256~QW259。当然也可以更改这些缺省设置。3.PLC与MM440之间的数据传输PLC与MM440之间的数据传输如图所示。从PLC的输出数据通道将控制字和速度设定值发送到变频器。变频器中的状态字和实际值通过PLC的输入通道从变频器发送给PLC。频率设定值和实际值都要进行标准化，如16进制的4000（即10进制的16384）对应50Hz，可以设置的最大值为7FFF。可以在变频器P2000参数更改标准化的频率值。4.用于STW1控制字的PQW256的PZD1结构若要打开驱动，则把STW1控制字节设定为16进制的47F。若要关闭驱动，则把STW1设定为16进制的47E。由STW1的第0位控制驱动是否打开。5.S7控制程序控制程序如图所示。其中I0.0为电机启动按钮，I0.1为电机停止按钮。PIW0为外部输入的模拟信号转换值，数值范围为0~27648，经过FC105（SCALE）转换成0~16384的实数，再转换成整数送到QW256传输给变频器，作为变频器输出频率设定值，频率设定值的范围0~50Hz。6.通过BOP设置变频器RPOFIBUS的设定点和地址通过BOP设置变频器以下参数：（1）P0003=2，扩展的参数访问。（2）P7000=6，设定PROFIBUS信号源。（3）P1000=2，从电位计到Micromaster的设定点。（4）P0918=3，设定PROFIBUS地址。7.通过PZD2从MM440中读取主实际值（HIW）通过PZD2从MM440中读取主实际值（HIW）的程序如图10-82所示。在IW256上读出PZD1的ZSW1状态字。在IW258上读出变频器运行输出的实际频率，16384对应50Hz。END