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6ES7216-2BD23-0XB8型號介紹
6ES7216-2BD23-0XB8型號介紹
西門子S7-1200 緊湊型PLC在當(dāng)前的市場中有著廣泛的應(yīng)用，作為經(jīng)常與SINAMICS G120系列變頻器共同使用的PLC，其USS通信協(xié)議的使用一直在市場上有著非常廣泛的應(yīng)用。本文將主要介紹如何使用USS通信協(xié)議來實現(xiàn)S7-1200與G120變頻器的通信。
1．控制系統(tǒng)原理和接線圖
下圖是本例中所使用的原理和接線圖。
圖1:控制系統(tǒng)原理和接線圖
2．硬件需求
S7-1200 PLC目前有3種類型的CPU：
1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU。
這三種類型的CPU都可以使用USS通信協(xié)議通過通信模塊CM1241 RS485來實現(xiàn)S7-1200與G120變頻器的通信。
本例中使用的PLC硬件為：
1）PM1207電源 ( 6EP1 332-1SH71 )
2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0xB0 )
3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0xB0 )
4) 模擬器 ( 6ES7 274 -1XH30 -0xA0 )
本例中使用的G120變頻器硬件為：
1） SINAMICS G120 PM240 （6SL3244-0BA20-1BA0）
2） SINAMICS G120 CU240S（6SL3224-0BE13-7UA0）
3） SIEMENS MOTOR (1LA7060-4AB10)
4） 操作面板 ( XAU221-001469)
5） USS 通信電纜 ( 6XV1830-0EH10)
3．軟件需求
1) 編程軟件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)
4．組態(tài)
我們通過下述的實際操作來介紹如何在Step7 Basic V10.5 中組態(tài)S7-1214C 和G120變頻器的USS通信。
4. 1 PLC 硬件組態(tài)
首先在Step7 Basic V10.5中建立一個項目，如圖1所示。
圖2： 新建S7 1200項目
在硬件配置中，添加CPU1214C和通信模塊CM1241 RS485模塊，如圖2所示。
圖3： S7 1200硬件配置
在CPU的屬性中，設(shè)置以太網(wǎng)的IP地址，建立PG與PLC的連接，如下圖所示。
圖4： S7 1200 IP地址的設(shè)置
4. 2 G120參數(shù)設(shè)置
變頻器的參數(shù)設(shè)置如下表所示。
| 序號 | 功能 | 參數(shù) | 設(shè)定值 |
| 1 | 工廠設(shè)置復(fù)位 | P0010 | 30 |
| 2 | 工廠設(shè)置復(fù)位 | P970 | 1 |
| 3 | 快速啟動設(shè)置 | P0010 | 1 |
| 4 | 電機額定電壓 | P0304 | 380V |
| 5 | 電機額定功率 | P0307 | 5.5KW |
| 6 | 電機額定頻率 | P0310 | 50Hz |
| 7 | 電機額定轉(zhuǎn)速 | P0311 | 1350r/min |
| 8 | USS命令源 | P0700 | 5 |
| 9 | 頻率設(shè)定源 | P01000 | 5 |
| 10 | 小電機頻率 | P1080 | 0.0Hz |
| 11 | 大電機頻率 | P1081 | 50.0Hz |
| 12 | 啟動斜坡時間 | P1120 | 10.0S |
| 13 | 延遲斜坡時間 | P1121 | 10.0S |
| 14 | 結(jié)束快速啟動設(shè)置 | P3900 | 1 |
| 15 | 激活專家模式 | P0003 | 3 |
| 16 | 參考頻率 | P2000 | 50.0Hz |
| 17 | USS數(shù)據(jù)傳輸速度 | P2010 | 9 |
| 18 | USS從站地址 | P2011 | 1 |
| 19 | USS PZD長度 | P2012 | 2 |
| 20 | USS PKW長度 | P2013 | 4 |
| 21 | 通信監(jiān)控 | P2014 | 0 |
| 22 | 在E2PROM 保存數(shù)據(jù) | P0971 | 1 |
| 23 | 激活專家模式 | P0003 | 3 |
| 24 | 激活參數(shù)模式 | P0010 | 30 |
| 25 | 從G120中傳輸參數(shù)到BOP | P0802 | 1 |
表1 ：G120變頻器的參數(shù)設(shè)置
注意：表1中的17，18，19，20 這四項參數(shù)值的設(shè)置必須使PLC的參數(shù)值與變頻器的參數(shù)值相*。而19，20這兩個參數(shù)值必須設(shè)置成如表1中的值，否則有可能變頻器與S7-1200通信有如下問題：可能不能讀出從變頻器反饋回來的參數(shù)值。
5．USS通信原理與編程的實現(xiàn)
5. 1 S7 1200 PLC與G120 通過USS通信的基本原理
S7 1200提供了的USS庫進行USS通信，如下圖所示：
圖5： S7 1200 的USS庫
USS_DRV 功能塊是S7-1200 USS通信的主體功能塊，接受變頻器的信息和控制變頻器的指令都是通過這個功能快來完成的。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。
USS_PORT功能塊是S7-1200與變頻器USS通信的接口,主要設(shè)置通信的接口參數(shù)。可在主OB或中斷OB中調(diào)用。
USS_RPM功能塊是通過USS通信讀取變頻器的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。
USS_WPM功能塊是通過USS通信設(shè)置變頻器的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。
這些功能塊與變頻器之間的控制關(guān)系如下圖所示：
三、項目配置
1、 本例使用的設(shè)備描述
| SERVO_02 | Motor Module: 6SL3120-2TE13-0AA3 |
| Motor: 1FK7022-5AK71-1LG0 | |
| Absolute Encoder | |
| SERVO_03 | Motor Module: 6SL3120-2TE13-0AA3 |
| Motor: 1FK7022-5AK71-1AG0 | |
| Sin/Cos Encoder |
圖 10.
注意：S120支持兩個周期性通訊接口IF1和IF2，分別通過CU參數(shù)P8839.0和P8839.1來定義IF1和IF2的通訊方式，在默認情況下P8839.0= P8839.1=99，就激活了這兩個接口的自動模式，如下表所示：
在這種方式下無法實現(xiàn)PROFIBUS DP和PROFINET IO的并行通訊，因此為了實現(xiàn)其并行通訊，需要按如下方式設(shè)置：
? P8839[0]=1和P8839[1]=2：PROFIBUS DP 用于同步，PROFINET IO用于周期性通訊
? P8839[0]=2和P8839[1]=1：PROFINET IO用于同步，PROFIBUS DP用于周期性通訊（本例中的設(shè)置）
兩個周期性通訊接口IF1和IF2的特性如上表所示：
注意：IF2不支持TM41,TM15,TM17,TM/TB,CU與CPU之間的通訊。
五、通過PROFIBUS DP或PROFINET IO總線來實現(xiàn)過程數(shù)據(jù)的傳輸
S7-300/400PLC通過PROFINET IO或PROFIBUS DP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)動器。
(1) 控制字中Bit0做電機的起、停控制。
(2) 主設(shè)定值為速度設(shè)定值，參數(shù)P2000中的值為頻率設(shè)定值和實際值的參考頻率，* 對應(yīng)4000H(十六進制)，發(fā)送的高頻率(大值)為7FFFH(200%)。
(3) 當(dāng)組態(tài)的報文結(jié)構(gòu) PZD=2或自由報文999時，在S7-300/400 中可用“MOVE" 指令進行數(shù)據(jù)傳送；當(dāng)組態(tài)的報文結(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")用于讀驅(qū)動裝置的過程數(shù)據(jù)。
? SFC15(“DPWR_DAT")用于將過程數(shù)據(jù)寫入驅(qū)動裝置。
例子(PROFINET IO)：SERVO_02 控制字、主設(shè)定值的發(fā)送及狀態(tài)字、實際頻率的讀取程序見圖11。
圖11
通過讀取Servo_02的參數(shù)r2050和P2051可以判斷數(shù)據(jù)是否傳輸成功。
圖12
例子(PROFIBUS DP)：SERVO_02 "控制字、主設(shè)定值的發(fā)送及狀態(tài)字、實際頻率的讀取程序見圖13。
圖13
通過讀取Servo_02的參數(shù)r8850和P8051可以判斷數(shù)據(jù)是否傳輸成功。
圖14
注意通過通訊接口IF1和IF2可以同時實現(xiàn)CPU與Servo_02的數(shù)據(jù)傳輸
六、驅(qū)動器參數(shù)的讀取及寫入
1.擴展PROFIDRIVE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)
? 用DPV1的功能 READ 和 WRITE可以實現(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)請求及參數(shù)應(yīng)答的結(jié)構(gòu)
參數(shù)請求包括三部分：請求標(biāo)題、參數(shù)地址及參數(shù)值。
表1.參數(shù)請求格式
表2.參數(shù)應(yīng)答格式
表3.參數(shù)請求及應(yīng)答描述
表4.在DPV1參數(shù)應(yīng)答中的錯誤值描述
3. S7-300/400PLC通過PROFINET IO非周期性通訊方式讀取驅(qū)動器參數(shù)。
請注意：PLC讀取驅(qū)動器參數(shù)時必須使用兩個功能塊SFB52 / SFB53
舉例如下：
(1) 使用標(biāo)志位M0.0及功能塊SFB53將讀請求(數(shù)據(jù)集RECORD DB11)(圖16)發(fā)送至驅(qū)動器。
將M0.0設(shè)定為數(shù)值1啟動讀請求，當(dāng)讀請求完成后必須將該請求置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息 。
(2) 使用標(biāo)志位M1.0及功能塊SFB52讀取參數(shù)的請求響應(yīng)(響應(yīng)塊DB22)(參見圖17) 。
將M1.0設(shè)定為數(shù)值1讀取參數(shù)請求響應(yīng)，完成后必須將該位置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息 。
圖15 PROFINET IO讀參數(shù)請求
圖16 PROFINET IO讀參數(shù)響應(yīng)
圖17 PROFINET IO讀參數(shù)變量表
4. S7-300/400PLC通過PROFINET IO非周期性通訊方式修改驅(qū)動器參數(shù)P1216。
舉例如下：
PLC寫參數(shù)時只需使用SFB53，在本項目的Network 2中發(fā)送寫請求DB33 (參見圖19) 到驅(qū)動器； PLC讀“寫參數(shù)"響應(yīng)時需使用SFB52，在本項目中讀取驅(qū)動器返回的參數(shù)值數(shù)據(jù)塊為DB22 (參見圖20) 。
(1) 將M0.2設(shè)定為數(shù)值1啟動寫請求，當(dāng)寫請求完成后必須將該請求置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息 。
(2) 將M1.0設(shè)定為數(shù)值1讀請求，完成后必須將該請求置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息