西门子PLCS7—400和SINAMICSS120通讯实现

1、西门子 plc s7400 和 sinamics s120 通讯实现【摘要】本文介绍西门子plc与sinamics变频器 应用profibus dp通讯协议，使用prof i bus网络进行通讯 的方法，并给出了采用s7-400系列plc及s120变频器通讯 实现的具体配置与软件编制。【关键词】s7-400； sinamics s120；通讯；编程1、引言在工业自动化控制系统中，最为常见的是plc和变频器 的组合应用。变频器作为一种控制拖动的装置系统在冶金等 行业的运行越来越广泛，随着工业自动化程度的不断提高， 通过网络通讯的方式进行数据的交换越来越普遍，plc作为 企业自动化控制的中心枢纽，

2、在设备的自动化方面已经不可 缺少，plc与变频器的通讯功能的实现，为自动化程度的提 高向前迈了一大步，通过profibus dp网线实现通讯功能， 由plc将信号传输给变频器实现控制电机的运转功能。本文 结合西门子s7-400系列plc与sinamics s120变频器为例, 浅谈它们之间的网络通讯功能。simatic s7-400是用于中、高档性能范围的可编程序控 制器。模块化及无风扇的设计，坚固耐用，容易扩展和广泛 的通讯能力，容易实现的分布式结构以及用户友好的操作使 simatics7-400成为中、高档性能控制领域中首选的理想解 决方案。sinamics是西门子公司新一代的驱动产品，它

3、将取代现 有的masterdrives及simodrive系列的驱动系统.sinamics 系列中的sinamics s120是集v/f控制、矢量控制、伺服控 制为一体的多轴驱动系统，具有模块化的设计。各模块间通 过高速驱动通讯接口 drive-cliq相互连接。2、硬件组态2. 1 profibus dp 总线profibus dp是一种高速低成本工业现场总线，用于设 备级控制系统与分散式i/o的通信。使用profibus dp可取 代办24vdc或4-20ma信号传输。profibus dp用于现场层的 高速数据传送，主站周期地读取从站的输入信息并周期地向 从站发送输出信息。总线循环时间必

4、须要比主站（plc）程 序循环时间短。除周期性用户数据传输外，profibus dp还 提供智能化设备所需的非周期性通信以进行组态诊断和报 警处理o profibus是一种用于工厂自动化车间级监控和现场 设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层 到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实 现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方 案。s7-400 与 sinamics s120 之间通过 profibus dp 总线可 进行周期性及非周期性数据通讯。使用标准s7功能块 sfc14/sfc15, s7-300/400plc 通过 prof i bus 周期性通讯方

5、 式可将控制字1 (ctw1)和主设定值(nserp_b)发送至驱动 器，使用标准s7功能块sfc58/sfc59,可以实现非周期性数 据交换，读取或写入驱动器的参数，通常是在需要改变参数 值时，才进行读写操作。2.2 profibus dp 地址设置变频器s120地址设置，有两种方式：1、通过cu320模块上的拨码开关设置地址，地址设置 有效值为1126。注意：通过拨码开关改变地址时应断掉变 频器电源。2、拨码开关全部拨到off或on状态时可以利用参数 p918设置地址，否则p918参数中设置的地址是无效的。变 频器的profibus通讯波特率默认为：1. 5mbpso3、软件编程3. 1报

6、文结构在starter软件里设置profibus通讯报文格式，例如： siemens message frame 105 pzd10/10,点击 transfer to hw configuration, plc中就选择了同样的报文格式，同时为变 频器的整流模块及电机模块分配地址。编写程序时使用这些 地址便可访问变频器，实现通讯功能。3.2用profibus dp总线对电机实现起、停控制及速度给定3. 2. 1周期通讯s7-400plc通过prof i bus dp网周期性通讯方式将控制 字1 （ctw1）和主设定值（nsetp_b）发送至驱动器。1、控制字中bito做电机的起、停控制。2、主

7、设定值为速度设定值，频率设定值和实际值要经 过标准化，使得4000 （十六进制）对应于50hz,发送的最 高频率（最大值）为7fff。可以再p2000中修改标准化频率, 及参考频率（缺省值为50hz）o3、当组态的报文结构pzd=2或自由报文999时，频率 设定值为一个字，在s7-400中可用“move”指令进行数据 传送；当组态的报文结构pzd>2,频率设定值为两个字时， 在s7-400中对pzd （过程数据）读写参数时需调用sfc14和 sfc15系统功能块。本例中使用sfc14与sfc15接受和发送 数据。sfc14 （ “dprd_dat”）用于读 profibus 从站的数据s

8、fc15 （ “dpwr_dat”）用于将数据写入profibus从站 其中，en为使能位，laddr位为变频器地址，record为 相应 db 块地址，eg： p#db142. dbx 0. 0 byte 64 为 db142 从 第0位开始的64个字节。ret_val为返回值。plc通过周期 通讯将控制字和主设定值发送给变频器，控制变频器的起、 停及速度给定。3. 2.2非周期通讯s7-400plc通过profibus非周期性通讯方式读取参数需 使用sfc58和sfc59两个功能块。使用sfc58/59可以交换 大量的用户数据（最多240bytes）o用扩展profibus dp功 能可以

9、实现非周期性数据交换。传输数据块的内容应遵照非 周期参数通道结构。控制变频器运行通过先发送典型控制字047e再发送 047f （bito的信号边沿：on）实现。停止变频器通过发送典型控制字047e （bito的信号边 沿:off）实现。读取变频器状态字及频率实际值：plc接收状态字1 （stsw1）与变频器传来的频率实际值（nact_b）°4、结论通过以上举例讲述，以profibus dp为基础的plc与变 频器之间的通讯协议，在企业中得到越来越广泛的应用，其 还可以实现在线监控功能，实时了解和掌握变频器等设备运 行的状况，与传统方法相比，具有简单、高效、准确等优点, plc与变频器通讯的应用已经成为控制电机调速的主要手 段。参考文献1廖常初.s7-300/400 plc应用技术m北京:机械工业出版社，2008.刘