安川變頻與西門子PLC基于PROFIBUS-DP的數(shù)據(jù)通訊

1、基于PROFIBU-DP的安川變頻器與西門子PLC的數(shù)據(jù)通訊本文介紹的是關(guān)于安川變頻器通過PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線與西門子PLC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。描述了安川VarispeedG7(以下簡稱VSG7)系列變頻器接入西門子PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)的條件和應(yīng)用環(huán)境，詳細(xì)介紹了一個(gè)基本數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的硬件和軟件配置，并舉例說明了相關(guān)應(yīng)用程序的編制方法。安川變頻器接入SIEMEMNSPROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用環(huán)境眾所周知，西門子S7系列PLC是目前國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的一種PLC，而安川VSG7系列變頻器則是性能價(jià)格比較高的一種變頻器，它們兩者在傳動(dòng)控制系統(tǒng)中的合理組合，無疑是一種較好

2、的選擇。在大型圓坯連鑄機(jī)控制系統(tǒng)中，將用于結(jié)晶器振動(dòng)和拉矯機(jī)傳動(dòng)裝置調(diào)速的安川VSG7變頻器接入以SIEMEMNSS7-400PLC(CPU414-2DP)為主站的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)中，通過PROFIBUS-DP，主站可監(jiān)視變頻器的運(yùn)行狀態(tài)，也可設(shè)置和改變其內(nèi)部參數(shù)。從運(yùn)行的情況來看，使用效果良好。投入運(yùn)行兩年來，尚未出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊因受干擾而紊亂或中斷的現(xiàn)象，也未發(fā)生傳動(dòng)方向和速度指令錯(cuò)誤以及指令延遲等故障，除了正確的設(shè)置和編程以外，這與裝設(shè)了獨(dú)立而可靠的專用接地系統(tǒng)也不無相關(guān)。安川變頻器和其它廠家生產(chǎn)的變頻器一樣，不能直接接入SIEMENS的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)，而必須通過專

3、用的接口卡并需要相應(yīng)的配置軟件。安川VSG7變頻器配置的用于PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)通訊的SI-P1接口卡已是安川公司推出的第二代產(chǎn)品，數(shù)年前推出的是SI-P卡。據(jù)說，有數(shù)家集成商已先后將配置了上述通訊卡的變頻器接入了GEFanuc和SIEMENS的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)中，但使用效果不太理想。SI-P1卡可用于安川變頻器的G5、F7和G7三個(gè)系列。當(dāng)用于VSG7系列時(shí)，將其插入變頻器的2CN插槽中，并用DP總線電纜和總線連接器與PROFIBU-DP的主站（這里為S7-400PLC的CPU414-2DP）的DP口相連接，我們?cè)谝粭l專供電氣傳動(dòng)用的PROFIBUS-DP總線上接入了8臺(tái)變頻

4、器（參見圖1.ETHERSSETft?PR0F6lJS-l?PLW111睢EJTSIMlPftOFlSUS-&FLAN占ETHERSSETft?PR0F6lJS-l?PLW111睢EJTSIMlPftOFlSUS-&FLAN占i:-vl#-fifi-iWSaAl丄規(guī)審PFIQ-FIBUS-CF*ITti?1團(tuán)i.安丿俠揪器接入亞眈陥的PMF詢4DF阿螞系統(tǒng)拓?fù)淦覍潎褂肧I-P1卡需在PLC的編程軟件（如SIEMENS的STEP7）中配置一通用源數(shù)據(jù)描述文件GSD（Version3.1，此文件可在安川公司（YASGAWA）的網(wǎng)站中下載，文件名為YASKOOCA.gsd），而老一代的SI-P卡則

5、安裝GSD（Version1.0）。當(dāng)在PLC的編程軟件中裝入了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網(wǎng)絡(luò)并組態(tài)有關(guān)硬件時(shí)，即可在系統(tǒng)中識(shí)別安川變頻器的SI-P1卡的配置圖標(biāo)，并可將其作為網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)從站來組態(tài)，設(shè)置有關(guān)參數(shù)。從SIEMENSS7-300/400PLC的編程軟件包STEP7在硬件組態(tài)過程中拷貝的幾幅畫面（圖2.至圖5.），其中的內(nèi)容表現(xiàn)了將安川VSG7系列變頻器接入SIEMENSPROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)時(shí)變頻器DP卡的組態(tài)過程。圖T配首了一臺(tái)變預(yù)器的PROFIBUS-DP通訊卡（從站地址淘1）圖珈站1的E通訊敘據(jù)捋弓碣輯使用S

6、I-P1卡所需的設(shè)置使用SI-P1卡，需設(shè)置卡（即從站）地址、通訊參數(shù)（在配置主站，即PLC的CPU時(shí)統(tǒng)一設(shè)置），并配置變頻器的相關(guān)群組參數(shù)，以下是各項(xiàng)有關(guān)設(shè)置：1）設(shè)置卡（即從站）地址：用兩個(gè)（旋轉(zhuǎn)）地址開關(guān)（分別設(shè)置地址的個(gè)位和十位）設(shè)定變頻器（作為從站）的（硬件）地址，該地址應(yīng)與用STEP7編程軟件配置的該變頻器的SI-P1卡在PROFIBUS-DP網(wǎng)上的（軟件）地址一致。2）設(shè)定通訊速率：當(dāng)在PROFIBUS-DP網(wǎng)的主站（PLC的CPU）上設(shè)置了通訊速率后，網(wǎng)絡(luò)上的各SI-P1卡的通訊速率也就自動(dòng)設(shè)置了。通訊速率可在9.6kBps12MBps之間設(shè)置，通常設(shè)置為1.5MBps。3）變

7、頻器的相關(guān)設(shè)置B1-01:頻率基準(zhǔn)輸入方式設(shè)為3（選擇的通訊卡）；B1-02:運(yùn)行指令輸入方式設(shè)為3（選擇的通訊卡）；F6-01:當(dāng)通訊出錯(cuò)時(shí)的輸入方式設(shè)為0（繼續(xù)運(yùn)行）；F6-02:設(shè)置為1;F6-03設(shè)置為3。雖然主設(shè)置采用了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊方式，但變頻器的“非常停止”輸入端（S12）在任何運(yùn)行指令輸入方式下均有效。PROFIBUS-DPMaster與VSG7變頻器之間的數(shù)據(jù)傳輸高速I/O數(shù)據(jù)區(qū)的輸入、輸出數(shù)據(jù)各為16Bytes（即Byte0Byte15，含擴(kuò)展數(shù)據(jù)），其中基本數(shù)據(jù)的長度各為6Bytes。1）從PDPMaster傳送至VSG7變頻器的主要數(shù)據(jù)（輸出數(shù)據(jù)）字節(jié)0和字節(jié)1：用于操作

8、指令，當(dāng)bitO為“1”時(shí)正轉(zhuǎn)，當(dāng)bit1為“1”時(shí)反轉(zhuǎn)，bit2bit7相當(dāng)于變頻器的H1-01H1-06設(shè)置時(shí)控制端子38的功能;當(dāng)bit8為“1”時(shí)為外部故障，當(dāng)bit9為“1”時(shí)為故障復(fù)位，bitAbitF各位未使用。字節(jié)2和字節(jié)3:用于速度指令（速度基準(zhǔn)值設(shè)置），按字為單位傳送（含低字節(jié)和高字節(jié)），速度設(shè)置分辨率為1/0.01HZ。字節(jié)4和字節(jié)5：用于轉(zhuǎn)矩基準(zhǔn)/限制的設(shè)置。2）從VSG7變頻器傳送至PDPMaster的主要數(shù)據(jù)（輸入數(shù)據(jù)）字節(jié)0和字節(jié)1：用于監(jiān)視變頻器的狀態(tài)，bitO為“1”時(shí)為正轉(zhuǎn)運(yùn)行，bitl為“1”時(shí)為零速度，bit2為“1”時(shí)為反轉(zhuǎn)運(yùn)行，bit3為“1”時(shí)為復(fù)

9、位指令接收等。字節(jié)2和字節(jié)3：用于速度反饋（速度測(cè)量值），按字為單位傳送（含低字節(jié)和高字節(jié)），速度測(cè)量分辨率為1/0.01HZ。應(yīng)用程序舉例若用STEP7配置的1#從站的地址為1，其輸入字節(jié)的首地址為IB128，輸出字節(jié)的首地址為QB96,則關(guān)于PDP主站與變頻器之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖纠绦蛉缫韵滤荆òㄗ冾l器及其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、停止、反轉(zhuǎn)等方向指令、速度設(shè)定值指令和運(yùn)行狀態(tài)及速度反饋值監(jiān)視）。AI10.2復(fù)位/停止指令信號(hào)為“1”ANI10.0正轉(zhuǎn)指令信號(hào)為“0”ANI10.1反轉(zhuǎn)指令信號(hào)為“0”LW#16#0000裝載10進(jìn)制的0至累加器1TMW100復(fù)位MW100TMW108復(fù)位MW108

10、TPQW96停止，方向字為“0”TPQW98速度設(shè)定值字為“0”AI10.0正轉(zhuǎn)指令信號(hào)為“1”ANI10.1反轉(zhuǎn)指令信號(hào)為“0”SM100.0MW100的bitO置“1”RM100.1MW100的bit1置“0”LMW100裝入方向字TPQW96正轉(zhuǎn)，QB96的bit0為“1”LW#16#1400裝載10進(jìn)制的5120至累加器1TPQW98傳送至速度設(shè)定值字AI10.1反轉(zhuǎn)指令信號(hào)為“1”ANI10.0正轉(zhuǎn)指令信號(hào)為“0”SM100.1MW100的bit1置“1”RM100.0MW100的bit0置“0”LMW100裝入方向字TPQW96反轉(zhuǎn)，QB96的bit1為“1”LW#16#1400裝載10進(jìn)制的5120至累加器1TPQW98傳送至速度設(shè)定值字LPIW128將變頻器運(yùn)行狀態(tài)字裝入TMW108變頻器的狀態(tài)字中間變量AM108.0正轉(zhuǎn)運(yùn)行信號(hào)為“1”=Q10.0正轉(zhuǎn)運(yùn)行信號(hào)燈AM108.2反轉(zhuǎn)運(yùn)行信號(hào)為“1”=Q10.2反轉(zhuǎn)運(yùn)行信號(hào)燈AM108.1停止信號(hào)為“1”=Q10.1停止信號(hào)燈