1、PROFINET 通訊功能概述SINAMICS G120 的控制單元 CU250S-2PN 支持基于 PROFINET 的周期過程數據交換和變頻器參數訪問。周期過程數據交換—PROFINET IO 控制器可以將控制字和主給定值等過程 數據周期性的發送至變頻器，并從變頻器周期性的讀取狀態字和實際轉速等過程數據。變頻器參數訪問—提供 PROFINET IO 控制器訪問變頻器參數的接口，有兩 種方式能夠訪問變頻器的參數：1. 周期性通訊的 PKW 通道（參數數據區）：通過 PKW 通道 PROFINET IO 控制器可以讀寫變頻器參數，每次只能讀或寫一個參數，PKW 通道 的長度固定為 4 個字。2. 非周期通訊：PROFINET IO 控制器通過非循環通訊訪問變頻器數據記錄 區，每次可以讀或寫多個參數。本文通過示例介紹 S7-1500 與 G120 CU250S-2PN 的 PROFINET PZD 通信，以組態標準報文 1 為例介紹通過 S7-1500 如何控制變頻器的起停、調速以及讀 取變頻器狀態和電機實際轉速。2、S7-1500與G120的PROFINET PZD通信實例2.1 硬件列表設備訂貨號版本S7-1516-3PN/DP6ES7 516-3AN00-0AB0V1.5CU250S-2PN6SL3246-0BA22-1FA0V4.6PM2406SL3224-0BE15-5UA02.2 軟件列表軟件名稱版本TIA PortalV13StartDriveV132.3 硬件組態創建 S7-1500 項目，打開 TIA PORTAL 軟件：1）選擇創建新項目；2）輸入項目名稱；3）點擊“創建”按鈕。圖2-1 創建S7-1500 項目添加S7-1516-3PN/DP，創建項目：1）打開項目視圖，點擊"添加新設備"，彈出添加新設備對話框；2）設備樹中選擇S7-1500->CPU->CPU 1516-3PN/DP->6ES7 516-3AN00-0AB0；3）選擇CPU 版本號；4）點擊“添加”按鈕。圖2-2 添加S7-1500 CPU1516-3PN/DP添加G120 站：1）點擊設備和網絡進入網絡視圖頁面；2）將硬件目錄中“其它現場設備-> PROFINET IO -> 驅動器 -> Siemens AG -> SINAMICS -> SINAMICS G120 CU250S-2 PN Vector V4.6”模塊拖拽到網絡視圖空白處；3）點擊藍色提示“未分配”以插入站點，選擇主站“PLC_2.PROFINET 接口_1”， 完成與 IO 控制器網絡連接。圖2-3 添加G120 從站組態S7-1500 的Device Name 和分配IP地址：1）點擊CPU1516-3PN/DP，設置其Device Name 為“plc1500”；2）分配IP 地址圖2-4 設置CPU1516-3PN/DP 的Device Name 和分配 IP 地址組態 G120 的 Device Name 和分配 IP 地址：1）點擊 G120，設置其 Device Name 為“g120pn”；2）分配 IP 地址。圖2-5 設置G120 的Device Name 和分配IP 地址完成上面的操作后，硬件組態中S7-1500 和G120 的IP 地址和Device Name 就已經設置好了?，F在組態G120 的報文：1）將硬件目錄中“Standard telegram1，PZD-2/2 ”模塊拖拽到“設備概覽”視圖 的插槽中，系統自動分配了輸入輸出地址，本示例中分配的輸入地址 IW0、IW2，輸出地址 QW0、QW2；2）編譯項目。圖2-6 組態與CU250S-2 PN 通信報文下載硬件配置：1）鼠標單擊“PLC_2”選項；2）點擊“下載到設備”按鈕；3）選擇 PG/PC 接口類型，PG/PC 接口，子網的鏈接；4）點擊“下載”按鈕。圖2-7 下載硬件配置2.4、SINAMICS G120 的配置在完成 S7-1500 的硬件配置下載后，S7-1500 與 G120 還無法進行通訊，必須 為G120 分配 Device Name 和IP 地址，保證為G120 實際分配的Device Name 與硬件組態中為G120 分配的Device Name 一致。分配G120 的設備名稱：1）如下圖所示選擇“更新可訪問的設備”，并點擊“在線并診斷”；2）點擊“命名”；3）設置G120 PROFINET 設備名稱g120pn，并點擊“分配名稱”按鈕；4）從消息欄中可以看到提示。圖 2-8 分配 G120 Device Name分配G120 的IP 地址：1）如下圖所示選擇“更新可訪問的設備”，并點擊“在線并診斷”；2）點擊“分配IP 地址”；3）設置 G120 IP 地址和子網掩碼，并點擊“分配 IP 地址”按鈕；4）從消息欄中可以看到提示“當前連接的 PROFINET 配置已經改變。需重新啟 動驅動，新配置才生效”。圖2-9 分配G120 IP 地址設置 G120 的命令源和報文類型：1）在線訪問 G120；2）選擇通訊設置；3)設置 P0922=1，選擇“標準報文 1， PZD2/2”。圖2-10 G120 配置變頻器自動設置的參數如下：參數號參數值說明參數組P1070[0]r2050.1變頻器接收的第 2 個過程值作為速度設定值CDS0P2051[0]r2089.0變頻器發送第 1 個過程值為狀態字P2051[1]r63.1變頻器發送第 2 個過程值為轉速實際值2.5 通過標準報文1 控制電機起停及速度S7-1500 通過 PROFINET PZD 通信方式將控制字 1（STW1）和主設定值（ NSOLL_A）周期性的發送至變頻器，變頻器將狀態字 1（ZSW1）和實際轉速（ NIST_A）發送到S7-1500.1. 控制字：常用控制字如下，有關控制字1（STW1）詳細定義請參考“3 PROFINET 報文結構及控制字和狀態字”章節?！?47E(16 進制) - OFF1 停車·047F(16 進制) - 正轉啟動2. 主設定值：速度設定值要經過標準化，變頻器接收十進制有符號整數16384（4000H 十六進制）對應于的速度，接收的Zui大速度為32767（200%）。參數P2000 中設置對應的參考轉速。3. 反饋狀態字詳細定義請參考“3 PROFINET 報文結構及控制字和狀態字”章節。4. 反饋實際轉速同樣需要經過標準化，方法同主設定值。示例：通過TIA PORTAL 軟件“監控表”模擬控制變頻器起停、調速和監控變頻器 運行狀態。數據方向PLC I/O 地址變頻器過程數據數據類型PLC -> 變頻器QW0PZD1 - 控制字 1（STW1）16 進制(16Bit)QW2PZD2 - 主設定值（NSOLL_A）有符號整數(16Bit)變頻器 -> PLCIW0PZD1 - 狀態字 1（ZSW1）16 進制(16Bit)IW2PZD2 - 實際轉速（NIST_A）有符號整數(16Bit)表 2-3 PLC I/O 地址與變頻器過程值程序圖2-11 程序2. 啟動變頻器首次啟動變頻器需將控制字 1（STW1）16#047E 寫入 QW0 使變頻器運行準備 就緒，然后將 16#047F 寫入 QW0 啟動變頻器。3. 停止變頻器將16#047E 寫入QW0 停止變頻器；4.調整電機轉速調整電機轉速調整電機轉速將主設定值（NSOLL_A）十六進制 2000 寫入 QW2，設定電機轉速為 750rpm。5.讀取 IW0 和 IW2 分別可以監視變頻器狀態和電機實際轉速。圖2-12 監控表3、PROFINET報文結構及控制字和狀態字3.1 報文結構表 3-2 報文說明3.2 控制字控制字位含義參數設置0ON/OFF1P840=r2090.01OFF2 停ftP844=r2090.12OFF3 停ftP848=r2090.23脈沖使能P852=r2090.34使能斜坡函數發生器P1140=r2090.45繼續斜坡函數發生器P1141=r2090.56使能轉速設定值P1142=r2090.67故障應答P2103=r2090.78,9預留10通過 PLC 控制P854=r2090.1011反向P1113=r2090.1112未使用13電動電位計升速P1035=r2090.1314電動電位計降速P1036=r2090.1415CDS 位 0P0810=r2090.15表3-3 控制字3.3 狀態字狀態字位含義參數設置0接通就緒r899.01運行就緒r899.12運行使能r899.23故障r2139.34OFF2 激活r899.45OFF3 激活r899.56禁止合閘r899.67報警r2139.78轉速差在公差范圍內r2197.79控制請求r899.910達到或超出比較速度r2199.111I、P、M 比較r1407.712打開抱閘裝置r899.1213報警電機過熱r2135.1414正反轉r2197.315CDSr836.0