安川变频与西门子PLC基于PROFIBUS-DP的数据通讯

1、基于PROFIBU-DP的安川变频器与西门子PLC的数据通讯本文介绍的是关于安川变频器通过PROFIBUS-DP现场总线与西门子PLC实现数据通讯的一个应用实例。描述了安川VarispeedG7(以下简称VSG7)系列变频器接入西门子PROFIBUS-DP网络的条件和应用环境，详细介绍了一个基本数据通讯系统的硬件和软件配置，并举例说明了相关应用程序的编制方法。安川变频器接入SIEMEMNSPROFIBUS-DP网络的应用环境众所周知，西门子S7系列PLC是目前国内应用较为广泛的一种PLC，而安川VSG7系列变频器则是性能价格比较高的一种变频器，它们两者在传动控制系统中的合理组合，无疑是一种较好

2、的选择。在大型圆坯连铸机控制系统中，将用于结晶器振动和拉矫机传动装置调速的安川VSG7变频器接入以SIEMEMNSS7-400PLC(CPU414-2DP)为主站的PROFIBUS-DP网络中，通过PROFIBUS-DP，主站可监视变频器的运行状态，也可设置和改变其内部参数。从运行的情况来看，使用效果良好。投入运行两年来，尚未出现网络数据通讯因受干扰而紊乱或中断的现象，也未发生传动方向和速度指令错误以及指令延迟等故障，除了正确的设置和编程以外，这与装设了独立而可靠的专用接地系统也不无相关。安川变频器和其它厂家生产的变频器一样，不能直接接入SIEMENS的PROFIBUS-DP网络，而必须通过专

3、用的接口卡并需要相应的配置软件。安川VSG7变频器配置的用于PROFIBUS-DP网络通讯的SI-P1接口卡已是安川公司推出的第二代产品，数年前推出的是SI-P卡。据说，有数家集成商已先后将配置了上述通讯卡的变频器接入了GEFanuc和SIEMENS的PROFIBUS-DP网络中，但使用效果不太理想。SI-P1卡可用于安川变频器的G5、F7和G7三个系列。当用于VSG7系列时，将其插入变频器的2CN插槽中，并用DP总线电缆和总线连接器与PROFIBU-DP的主站（这里为S7-400PLC的CPU414-2DP）的DP口相连接，我们在一条专供电气传动用的PROFIBUS-DP总线上接入了8台变频

4、器（参见图1.ETHERSSETft?PR0F6lJS-l?PLW111睢EJTSIMlPftOFlSUS-&FLAN占ETHERSSETft?PR0F6lJS-l?PLW111睢EJTSIMlPftOFlSUS-&FLAN占i:-vl#-fifi-iWSaAl丄规审PFIQ-FIBUS-CF*ITti?1團i.安丿俠揪器接入亚眈陥的PMF询4DF阿蚂系统拓扑埔対圏使用SI-P1卡需在PLC的编程软件（如SIEMENS的STEP7）中配置一通用源数据描述文件GSD（Version3.1，此文件可在安川公司（YASGAWA）的网站中下载，文件名为YASKOOCA.gsd），而老一代的SI-P卡则

5、安装GSD（Version1.0）。当在PLC的编程软件中装入了SI-P1卡的配置文件GSD之后，在用STEP7的硬件配置功能配置PROFIBUS-DP网络并组态有关硬件时，即可在系统中识别安川变频器的SI-P1卡的配置图标，并可将其作为网络上的一个从站来组态，设置有关参数。从SIEMENSS7-300/400PLC的编程软件包STEP7在硬件组态过程中拷贝的几幅画面（图2.至图5.），其中的内容表现了将安川VSG7系列变频器接入SIEMENSPROFIBUS-DP网络时变频器DP卡的组态过程。图T配首了一台变预器的PROFIBUS-DP通讯卡（从站地址淘1）图珈站1的E通讯叙据捋弓碣辑使用S

6、I-P1卡所需的设置使用SI-P1卡，需设置卡（即从站）地址、通讯参数（在配置主站，即PLC的CPU时统一设置），并配置变频器的相关群组参数，以下是各项有关设置：1）设置卡（即从站）地址：用两个（旋转）地址开关（分别设置地址的个位和十位）设定变频器（作为从站）的（硬件）地址，该地址应与用STEP7编程软件配置的该变频器的SI-P1卡在PROFIBUS-DP网上的（软件）地址一致。2）设定通讯速率：当在PROFIBUS-DP网的主站（PLC的CPU）上设置了通讯速率后，网络上的各SI-P1卡的通讯速率也就自动设置了。通讯速率可在9.6kBps12MBps之间设置，通常设置为1.5MBps。3）变

7、频器的相关设置B1-01:频率基准输入方式设为3（选择的通讯卡）；B1-02:运行指令输入方式设为3（选择的通讯卡）；F6-01:当通讯出错时的输入方式设为0（继续运行）；F6-02:设置为1;F6-03设置为3。虽然主设置采用了网络数据通讯方式，但变频器的“非常停止”输入端（S12）在任何运行指令输入方式下均有效。PROFIBUS-DPMaster与VSG7变频器之间的数据传输高速I/O数据区的输入、输出数据各为16Bytes（即Byte0Byte15，含扩展数据），其中基本数据的长度各为6Bytes。1）从PDPMaster传送至VSG7变频器的主要数据（输出数据）字节0和字节1：用于操作

8、指令，当bitO为“1”时正转，当bit1为“1”时反转，bit2bit7相当于变频器的H1-01H1-06设置时控制端子38的功能;当bit8为“1”时为外部故障，当bit9为“1”时为故障复位，bitAbitF各位未使用。字节2和字节3:用于速度指令（速度基准值设置），按字为单位传送（含低字节和高字节），速度设置分辨率为1/0.01HZ。字节4和字节5：用于转矩基准/限制的设置。2）从VSG7变频器传送至PDPMaster的主要数据（输入数据）字节0和字节1：用于监视变频器的状态，bitO为“1”时为正转运行，bitl为“1”时为零速度，bit2为“1”时为反转运行，bit3为“1”时为复

9、位指令接收等。字节2和字节3：用于速度反馈（速度测量值），按字为单位传送（含低字节和高字节），速度测量分辨率为1/0.01HZ。应用程序举例若用STEP7配置的1#从站的地址为1，其输入字节的首地址为IB128，输出字节的首地址为QB96,则关于PDP主站与变频器之间数据传输的示例程序如以下所示（包括变频器及其驱动电动机的正转、停止、反转等方向指令、速度设定值指令和运行状态及速度反馈值监视）。AI10.2复位/停止指令信号为“1”ANI10.0正转指令信号为“0”ANI10.1反转指令信号为“0”LW#16#0000装载10进制的0至累加器1TMW100复位MW100TMW108复位MW108

10、TPQW96停止，方向字为“0”TPQW98速度设定值字为“0”AI10.0正转指令信号为“1”ANI10.1反转指令信号为“0”SM100.0MW100的bitO置“1”RM100.1MW100的bit1置“0”LMW100装入方向字TPQW96正转，QB96的bit0为“1”LW#16#1400装载10进制的5120至累加器1TPQW98传送至速度设定值字AI10.1反转指令信号为“1”ANI10.0正转指令信号为“0”SM100.1MW100的bit1置“1”RM100.0MW100的bit0置“0”LMW100装入方向字TPQW96反转，QB96的bit1为“1”LW#16#1400装载10进制的5120至累加器1TPQW98传送至速度设定值字LPIW128将变频器运行状态字装入TMW108变频器的状态字中间变量AM108.0正转运行信号为“1”=Q10.0正转运行信号灯AM108.2反转运行信号为“1”=Q10.2反转运行信号灯AM108.1停止信号为“1”=Q10.1停止信号灯