西門子S7-400功能模塊

作為SIMATIC過程控制器系列的一部分，S7- 400被設(shè)計(jì)用于制造和過程自動(dòng)化領(lǐng)域的系統(tǒng)解決方案。這個(gè)過程控制器是數(shù)據(jù)密集型任務(wù)，特別是典型過程工業(yè)的理想選擇。高處理速度和高確定性的響應(yīng)時(shí)間能夠確保對(duì)制造業(yè)高速加工中的短機(jī)器循環(huán)周期。

簡單、高效的工程組態(tài) 與在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中一樣，SIMATIC S7-400H 可以使用所有 STEP 7 編程語言進(jìn)行編程?？梢院苋菀椎陌殉绦驈臉?biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)遷移到冗余系統(tǒng)中，反之亦然。當(dāng)加載程序時(shí)，它會(huì)自動(dòng)傳送到兩個(gè)冗余控制器中。使用 STEP 7，可以對(duì)特定冗余功能和配置進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。

出色的診斷和模塊更換優(yōu)勢 ■ 利用集成的自我診斷功能，系統(tǒng)可以提前檢測故障和發(fā)送信號(hào)，避免故障對(duì)生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響。這樣可以有針對(duì)性地替換故障組件，加快維修進(jìn)程。 ■ 可以在系統(tǒng)運(yùn)行過程中對(duì)所有組件進(jìn)行熱插拔。更換一個(gè) CPU 后，當(dāng)前的所有程序和數(shù)據(jù)可以自動(dòng)重新裝載。 ■ 即使在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，也可以修改程序（例如，程序塊的修改和重新裝載），更改配置（例如，增加或刪減 DP從站或模塊）以及改變 CPU 的內(nèi)存分配。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，所有自動(dòng)化組件（無論是機(jī)械式、機(jī)電式，還是電子式）都會(huì)出現(xiàn)故障。因此，工廠維護(hù)和工廠改造也就必不缺少。在實(shí)際應(yīng)用中，期待的可用性是不現(xiàn)實(shí)的。 通過西門子 SIMATIC S7-400H，能夠大限度地降低生產(chǎn)故障機(jī)率，大化生產(chǎn)率。

SIMATIC S7-400H 具有以下功能： ■ 出現(xiàn)故障時(shí)，能夠無擾切換 ■ 集成故障檢測功能；提前檢測故障，避免影響生產(chǎn)過程 ■ 在線維護(hù)，即可在工廠運(yùn)行期間，更換故障組件 ■ 組態(tài)更改，即可在工廠運(yùn)行期間，進(jìn)行工廠擴(kuò)容 ■ 自動(dòng)事件同步 ■ 高可用性通信 ■ 冗余連接I/O 設(shè)備

S7-400 PNH CPU的同步模塊分為兩種，一種用于長10m 的 FOC patch 光纖，另一種用于長10km 的單模全雙工 LC/LC 光纖（9/125 μ）。

冗余系統(tǒng)的同步光纖分為1m、2m、10m 和10km 四種。同步速率達(dá)到400Mbps。

DP總線通訊功能概述

S7-300/400與SINAMICS S120 之間通過DP總線可進(jìn)行周期性及非周期性數(shù)據(jù)通訊。使用標(biāo)準(zhǔn)S7功能塊SFC14/SFC15，S7-300/400PLC通過PROFIBUS周期性通訊方式可將控制字1(CTW1)和主設(shè)定值(NSETP_B)發(fā)送至驅(qū)動(dòng)器；使用標(biāo)準(zhǔn)S7功能塊SFC58 / SFC59，可以實(shí)現(xiàn)非周期性數(shù)據(jù)交換，讀取或?qū)懭腧?qū)動(dòng)器的參數(shù)。

二、S7-300/400與S120裝置的連接

三、驅(qū)動(dòng)器站地址設(shè)置

1. 驅(qū)動(dòng)裝置的PROFIBUS通訊地址設(shè)置有兩種方法：

(1) 通過CU控制單元上的撥碼開關(guān)實(shí)現(xiàn)地址設(shè)置，有效地址值為：1…126,本例中地址設(shè)置見下圖。

注意：通過撥碼開關(guān)改變地址時(shí)應(yīng)斷掉變頻器電源

(2) 在撥碼開關(guān)全部撥到OFF或ON狀態(tài)時(shí)可以利用參數(shù)P918設(shè)置地址,否則

P918參數(shù)中設(shè)置的地址是無效的。

驅(qū)動(dòng)裝置的PROFIBUS 通訊波特率默認(rèn)為：1.5Mbps

2. 在S7-300/400的硬件組態(tài)中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)裝置站地址應(yīng)與驅(qū)動(dòng)裝置的站地址*。

圖.1

四、通訊報(bào)文設(shè)置

對(duì)于不同的驅(qū)動(dòng)裝置只有特定的報(bào)文結(jié)構(gòu)能被選用，詳細(xì)描述請(qǐng)參考：SINAMICS_S120_Commissioning_Manual。表1為常用報(bào)文。

表1.

報(bào)文格式999為用戶自定義報(bào)文，當(dāng)用戶選擇此報(bào)文格式時(shí)，電機(jī)的起、?？刂莆坏刃枳约鹤鲫P(guān)聯(lián)。此時(shí)必須將PLC控制請(qǐng)求置1（P854=1）。

注意：用戶可在S7-300/400硬件配置時(shí)根據(jù)需要配置報(bào)文結(jié)構(gòu)，配置結(jié)束后進(jìn)行 編譯保存；之后打開Starter，核對(duì)報(bào)文結(jié)構(gòu)是否*，若不*需在Starter 中打開“configuration”做調(diào)整后點(diǎn)擊“Transfer to HW config”按鈕。

圖.2

DC/AC 驅(qū)動(dòng)裝置報(bào)文設(shè)定 圖.3

DC/AC 驅(qū)動(dòng)裝置報(bào)文設(shè)定

圖.3

五、用DP總線對(duì)電機(jī)起、停及速度控制

S7-300/400PLC通過PROFIBUS周期性通訊方式將控制字1(CTW1)和主設(shè)定值(NSETP_B)發(fā)送至驅(qū)動(dòng)器。

(1) 控制字中Bit0做電機(jī)的起、?？刂?。

(2) 主設(shè)定值為速度設(shè)定值，頻率設(shè)定值和實(shí)際值要經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化，使得4000H(十六進(jìn)制)對(duì)應(yīng)于*，發(fā)送的高頻率(大值)為7FFFH(200%)?？梢栽赑2000中修改參考頻率(缺省值為50Hz)。

(3) 組態(tài)的報(bào)文結(jié)構(gòu) PZD=2或自由報(bào)文999時(shí)，在S7-300/400 中可用“MOVE”指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送；當(dāng)組態(tài)的報(bào)文結(jié)構(gòu) PZD>2，在S7-300/400中需調(diào)用SFC14和SFC15系統(tǒng)功能塊。

? SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀Profibus 從站的過程數(shù)據(jù)

? SFC15(“DPWR_DAT”)用于將過程數(shù)據(jù)寫入Profibus 從站

例子：SERVO_02 ”控制字、主設(shè)定值的發(fā)送及狀態(tài)字、實(shí)際頻率的讀取程序

(1) 控制驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行：

通過先發(fā)送控制字(STW1)047E然后發(fā)送047F來啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，該數(shù)據(jù)控制字在DB10.DBW8(見圖4)中，主設(shè)定值在DB10.DBD10中設(shè)定，運(yùn)行信號(hào)為M1.0。這些值均通過變量表VAT_2設(shè)定及監(jiān)控。控制程序見圖3。

（2）停止驅(qū)動(dòng)器：

應(yīng)發(fā)送控制字047E至驅(qū)動(dòng)器。

（3）讀取驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)字及頻率實(shí)際值：

PLC接收狀態(tài)字1(ZSW1)，存放在DB10.DBW0中；接收驅(qū)動(dòng)器傳來的頻率實(shí)際值，存放在DB10.DBD2中。

圖3. 控制程序

圖4. DB10

六、驅(qū)動(dòng)器參數(shù)的讀取及寫入

1.擴(kuò)展PROFIBUS DP功能(DPV1)

非周期性數(shù)據(jù)傳送模式允許：

? 交換大量的用戶數(shù)據(jù)（多240 bytes)

? 用DPV1的功能 READ 和 WRITE可以實(shí)現(xiàn)非周期性數(shù)據(jù)交換。傳輸數(shù) 據(jù)塊的內(nèi)容應(yīng)遵照 PROFIdrive參數(shù)通道(DPV1)數(shù)據(jù)集DS47（非周期參 數(shù)通道結(jié)構(gòu)）。

2. 參數(shù)請(qǐng)求及參數(shù)應(yīng)答的結(jié)構(gòu)

參數(shù)請(qǐng)求包括三部分：請(qǐng)求標(biāo)題、參數(shù)地址及參數(shù)值。

表2.參數(shù)請(qǐng)求格式

表3.參數(shù)應(yīng)答格式

表4.參數(shù)請(qǐng)求及應(yīng)答描述

表5.在DPV1參數(shù)應(yīng)答中的錯(cuò)誤值描述

3. S7-300/400PLC通過PROFIBUS非周期性通訊方式讀取驅(qū)動(dòng)器參數(shù)。

請(qǐng)注意：PLC讀取驅(qū)動(dòng)器參數(shù)時(shí)必須使用兩個(gè)功能塊SFC58 / SFC59 (程序參見圖5)

舉例如下：

(1) 使用標(biāo)志位M10.0及功能SFC58塊將寫請(qǐng)求(數(shù)據(jù)集RECORD DB1) (圖6)發(fā)送至驅(qū)動(dòng)器。

將M10.0設(shè)定為數(shù)值1啟動(dòng)寫請(qǐng)求，當(dāng)寫請(qǐng)求完成后必須將該請(qǐng)求置0，結(jié)束該請(qǐng)求。MW108 (RET_VAL)顯示錯(cuò)誤代碼，用于表示功能處理時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤。有關(guān)錯(cuò)誤的描述參見“系統(tǒng)功能/功能塊幫助”。

(2) 之后，使用標(biāo)志位M10.1及功能SFC59塊將讀請(qǐng)求發(fā)送至驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器返回參數(shù)值響應(yīng)(響應(yīng)塊DB2) (參見圖7) 。

將M10.1設(shè)定為數(shù)值1啟動(dòng)讀請(qǐng)求，當(dāng)讀請(qǐng)求完成后必須將該請(qǐng)求置0，結(jié)束該請(qǐng)求。MW110 (RET_VAL) 顯示包括錯(cuò)誤代碼。

西門子S7-400功能模塊

作為SIMATIC過程控制器系列的一部分，S7- 400被設(shè)計(jì)用于制造和過程自動(dòng)化領(lǐng)域的系統(tǒng)解決方案。這個(gè)過程控制器是數(shù)據(jù)密集型任務(wù)，特別是典型過程工業(yè)的理想選擇。高處理速度和高確定性的響應(yīng)時(shí)間能夠確保對(duì)制造業(yè)高速加工中的短機(jī)器循環(huán)周期。