S7-1200與G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS通信 第2部分周期通信讀寫變頻器參數(shù)

1 G120 PROFIBUS通信功能概述
SINAMICS G120第二代控制單元CU240B-2 DP、CU240E-2 DP、CU240E-2 DP F支持基于PROFIBUS的周期過程數(shù)據(jù)交換和變頻器參數(shù)訪問。
> 周期過程數(shù)據(jù)交換--通過該通信PROFIBUS主站可將控制字和主設(shè)定值等過程數(shù)據(jù)周期性的發(fā)送至變頻器，并從變頻器周期性的讀取狀態(tài)字和實(shí)際轉(zhuǎn)速等過程數(shù)據(jù)。G120最多可以接收和發(fā)送8個(gè)過程數(shù)據(jù)字。該通信使用周期性通信的PZD通道（過程數(shù)據(jù)區(qū)），變頻器不同的報(bào)文類型定義了不同數(shù)量的過程數(shù)據(jù)字（PZD）。
> 變頻器參數(shù)訪問--提供PROFIBUS主站訪問變頻器參數(shù)的接口，有兩種方式能夠訪問變頻器參數(shù)：

1. 周期性通信的PKW通道（參數(shù)數(shù)據(jù)區(qū)）：通過PKW通道主站可以讀寫變頻器參數(shù)，每次只能讀或?qū)懸粋�(gè)參數(shù)，PKW通道的長度固定為4個(gè)字。
2. 非周期性通信：主站采用PROFIBUS-DPV1通信訪問變頻器數(shù)據(jù)記錄區(qū)，每次可以讀或?qū)懚鄠�(gè)參數(shù)。

本文通過示例介紹S7-1200與CU240E-2 DP F的PROFIBUS PKW通信，介紹如何通過PKW通信讀P2902[5]參數(shù)值、寫P1121參數(shù)值。  6ES7288-3AQ04-0AA0西門子200SMARTPLC模塊

2 參數(shù)通道(PKW)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
PKW通信工作模式：主站發(fā)出請求，變頻器收到主站請求后處理請求，并將處理結(jié)果應(yīng)答給主站。

圖2-1 PKW通信原理

PKW通信的請求和應(yīng)答數(shù)據(jù)總是包含4個(gè)字，第1個(gè)字和第2個(gè)字傳送參數(shù)號、索引以及任務(wù)類型（讀或?qū)懀�，�?個(gè)和第4個(gè)字傳送參數(shù)內(nèi)容。

圖2-2 PKW參數(shù)通道的結(jié)構(gòu) 

> PKE：PKW第1個(gè)字

? AK：位 12~15 包含了任務(wù)ID 或應(yīng)答ID，任務(wù)ID參考表2-1，應(yīng)答ID參考表2-2 ；
? SPM：始終為0；
? PNU：參數(shù)號 < 2000 PNU = 參數(shù)號。 參數(shù)號 ≥ 2000 PNU = 參數(shù)號減去偏移，將偏移寫入分區(qū)索引中
（ IND 位 7 … 0 ）。

 
圖2-3 PKW結(jié)構(gòu)
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表2-1主站發(fā)送給變頻器的任務(wù)ID

 

表2-2變頻器發(fā)送給主站的應(yīng)答ID

應(yīng)答ID = 7 變頻器會在參數(shù)值PWE1中將錯(cuò)誤號發(fā)送給主站。

 

表2-3 應(yīng)答ID = 7時(shí)的錯(cuò)誤編號

注：更多錯(cuò)誤編號描述請參考《CU240E-2操作手冊》
> 參數(shù)索引IND：PKW第2個(gè)字

? 子下標(biāo)（參數(shù)下標(biāo)）：標(biāo)識變頻器參數(shù)的子索引（參數(shù)下標(biāo)）值。例如P840[1]中括號中的“1”即為參數(shù)下標(biāo)。
? 分區(qū)下標(biāo)：變頻器參數(shù)偏移量，配合PNU確定參數(shù)號。例如P2902的分區(qū)下標(biāo) = 0x80，分區(qū)下表查詢請參考表
   2-1。

圖2-4 IND結(jié)構(gòu)

表2-4 分區(qū)下標(biāo)設(shè)置，取決于變頻器參數(shù)范圍

> 參數(shù)值PWE：PKW第3、4個(gè)字
參數(shù)值PWE總是以雙字方式（ 32 位）發(fā)送，一條報(bào)文只能傳送一個(gè)參數(shù)值。

? 32位的參數(shù)值由PWE1（第3個(gè)字）和PWE2（第4個(gè)字）兩個(gè)字組成；
? 16位的參數(shù)值以PWE2表示，PWE1為0；
? 8位的參數(shù)值以PWE2中位0…7表示，高8位和PWE1為0；
? BICO參數(shù)：PWE1表示參數(shù)號，PWE2位10…15為1，PWE2位0…9表示參數(shù)的索引或位號。

3 S7-1200與CU240X-2 DP的PROFIBUS PKW通信實(shí)例

3.1 S7-1200組態(tài)  6ES7288-3AQ04-0AA0西門子200SMARTPLC模塊
CU240E-2 DP F控制單元支持兩種PKW通信報(bào)文：353報(bào)文和354報(bào)文，它們的區(qū)別在于過程值通道PZD數(shù)量的不同，PKW通道功能完全相同。本示例以組態(tài)353報(bào)文為例。
S7-1200與CU240X-2 DP的PROFIBUS通信基本組態(tài)過程以及變頻器通信參數(shù)設(shè)置請參考《S7-1200與G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS PZD通信》文檔，在此不做詳細(xì)介紹。

? 組態(tài)與CU240E-2 DP F通信報(bào)文

1） 將硬件目錄中“SIEMENS telegr 353, PKW+PZD-2/2”模塊拖拽到“設(shè)備概覽”視圖的第1個(gè)插槽中，系統(tǒng)自動分配了輸入輸出地址，本示例中分配PKW的輸入地址IB68~IB75，輸出地址QB64~QW71，分配PZD的輸入地址IW76、IW78，輸出地址QW72、QW74；
2）為方便編程將插槽1的PKW區(qū)重命名為“PKW”（在調(diào)用系統(tǒng)功能DPRD_DAT、DPWR_DAT時(shí)將用到此名字），將插槽2的PZD區(qū)重命名為“PZD”。

圖3-1組態(tài)與CU240E-2 DP F通信報(bào)文

? 編程：在S7-1200中調(diào)用擴(kuò)展指令“DPRD_DAT”讀取PKW區(qū)數(shù)據(jù)，調(diào)用擴(kuò)展指令“DPWR_DAT”寫入PKW數(shù)據(jù)。

1） 雙擊項(xiàng)目樹下的“Main（OB1）”打開OB1程序編輯窗口；
2） 擴(kuò)展指令目錄中“分布式I/O -> 其它 -> 驅(qū)動器 -> DPRD_DAT和DPWR_DAT ”指令拖拽到程序編輯窗口中。

圖3-2 S7-1200編程

? 為系統(tǒng)功能“DPRD_DAT”、“DPWR_DAT”分配硬件標(biāo)識：

1） 單擊塊參數(shù)“LADDR”；
2） 在下拉列表中選擇“PKW[AI/AO]”。

圖3-3分配硬件標(biāo)識符

? 為系統(tǒng)功能“DPRD_DAT”、“DPWR_DAT”分配其它參數(shù)：

1） DPRD_DAT讀取緩沖區(qū)從MB100開始的8個(gè)字節(jié)；
2） DPRD_DAT發(fā)送緩沖區(qū)從MB200開始的8個(gè)字節(jié)；

注意：也可以使用DB塊作為緩沖區(qū)，創(chuàng)建DB時(shí)請將塊訪問模式定義為“標(biāo)準(zhǔn)-與S7-300/400兼容”模式。

圖3-4分配其它參數(shù)

3.2示例1：讀取參數(shù)P2902[5]數(shù)值
將MB200~MB207的8個(gè)字節(jié)請求數(shù)據(jù)發(fā)送到變頻器，變頻器返回的響應(yīng)數(shù)據(jù)保存在MW100~MB107的8個(gè)字節(jié)中。讀取參數(shù)P2902[5]值的請求數(shù)據(jù)格式參考表2.2.1，變頻器響應(yīng)數(shù)據(jù)格式參考表2.2.2。
P2902參數(shù)范圍在2000…3999之間，根據(jù)表2-1設(shè)置分區(qū)索引值為0x80。
PNU = 2902-2000 = 902（十進(jìn)制）= 386 （十六進(jìn)制）。
通過變量表模擬程序讀取參數(shù)P2902[5] = 100.0，參考圖3-4。

圖3-4 S7-1200讀P2902[5]參數(shù)

 

表3-1讀取參數(shù)P2902[5]值的請求數(shù)據(jù)格式，PLC -> 變頻器

PKW（第1個(gè)字）MW200			MW200 IND（第2個(gè)字）MW202		MW202 PWE（第3個(gè)和第4個(gè)字）MD204
AK （4bit）	（1bit）	PNU（10bit）	子索引(參數(shù)下標(biāo)) （8bit）高字節(jié)	分區(qū)索引 （8bit）低字節(jié)	PWE1 （16bit）高字	PWE2 （16bit）低字
0x1	0x386		0x05	0x80	0x0000	0x0000

 

表3-2讀取參數(shù)P2902[5]值的響應(yīng)數(shù)據(jù)格式，變頻器 -> PLC

PKW（第1個(gè)字）MW200			IND（第2個(gè)字）MW202		PWE（第3個(gè)和第4個(gè)字）MD204
AK （4bit）	（1bit）	PNU（10bit）	子索引(參數(shù)下標(biāo)) （8bit）高字節(jié)	分區(qū)索引 （8bit）低字節(jié)	PWE1 （16bit）高字	PWE2 （16bit）低字
0x2	0x386		0x05	0x80	100.0(浮點(diǎn)數(shù))

3.3示例2：修改參數(shù)P1121數(shù)值  6ES7288-3AQ04-0AA0西門子200SMARTPLC模塊
將MB200~MB207的8個(gè)字節(jié)請求數(shù)據(jù)發(fā)送到變頻器，變頻器返回的響應(yīng)數(shù)據(jù)保存在MW100~MB107的8個(gè)字節(jié)中。修改參數(shù)P1121值的請求數(shù)據(jù)格式參考表2.3.1，變頻器響應(yīng)數(shù)據(jù)格式參考表2.3.2。
P1121參數(shù)范圍在0…1999之間，根據(jù)表2-1設(shè)置分區(qū)索引值為0x00。
PNU = 1121（十進(jìn)制）= 461 （十六進(jìn)制）。
通過變量表模擬程序修改參數(shù)P1121 = 5.0，參考圖2-2。

圖3-5 S7-1200寫P1121參數(shù)

表3-3修改參數(shù)P1121值的請求數(shù)據(jù)格式，PLC -> 變頻器

PKW（第1個(gè)字）MW200			IND（第2個(gè)字）MW202		PWE（第3個(gè)和第4個(gè)字）MD204
AK （4bit）	（1bit）	PNU（10bit）	子索引(參數(shù)下標(biāo)) （8bit）高字節(jié)	分區(qū)索引 （8bit）低字節(jié)	PWE1 （16bit）高字	PWE2 （16bit）低字
0x3	0x461		0x00	0x00	5.0(浮點(diǎn)數(shù))

表3-4修改參數(shù)P1121值的響應(yīng)數(shù)據(jù)格式，變頻器 -> PLC

PKW（第1個(gè)字）MW200			IND（第2個(gè)字）MW202		PWE（第3個(gè)和第4個(gè)字）MD204
AK （4bit）	（1bit）	PNU（10bit）	子索引(參數(shù)下標(biāo)) （8bit）高字節(jié)	分區(qū)索引 （8bit）低字節(jié)	PWE1 （16bit）高字	PWE2 （16bit）低字
0x2	0x461		0x00	0x00	5.0(浮點(diǎn)數(shù))

 

4 文檔說明
S7-1200與G120 CU240X-2 DP之間的PROFIBUS通信入門指南包含3個(gè)部分：
> 《S7-1200與G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS 通信 第1部分 控制變頻器起停及調(diào)速》：介紹S7-1200通過周期性通信PZD通道（過程數(shù)據(jù)區(qū)）控制和檢測變頻器狀態(tài)。
> 《S7-1200與G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS 通信 第2部分 周期通信讀寫變頻器參數(shù)》：介紹S7-1200通過周期性通信PKW通道（參數(shù)數(shù)據(jù)區(qū)）讀寫變頻器參數(shù)。
> 《S7-1200與G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS通信 第3部分 非周期通信讀寫變頻器參數(shù)》：介紹S7-1200通過非周期性通信讀寫變頻器參數(shù)。
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注：有關(guān)PROFIBUS 通信內(nèi)容更詳細(xì)信息請參考《CU240E-2操作手冊》