基于profibus_DP的西门子PLC和AB变频器之间的数据通讯

基于profibus_DP 的

西门子PLC 与AB 变频器之间的数据通讯

关键字:AB 变频器,通讯,PLC,数据交换.

作者:孙懿

Profibus 是目前工控系统中比较成熟的现场总线之一,得到了广泛的应用.它是不依赖于生产厂家的,开放式的现场总线,各种各样的自动化设备均可以通过同样的借口协议进行信息交换.在天钢的三套600TPD 石灰窑中,广泛应用了AB 变频器对电机进行交流调速,和西门子PLC 来进行PID 控制和其他重要控制,它们之间的通讯就是基于DP 网络的双向数据交换.

一.系统配置以及通讯协议

(一).系统配置

该系统以西门子公司和AB 公司的相关产品来实现全数字化交流调速系统在profibus_DP 网中的通讯及控制原理.下图为网络配置图:

西门子S7 400

DP 主站20-COMM-P 适配器

AB POWER FLEX 700系列变频器22-COMM-P 适配器

AB POWER FLEX

400系列变频器其它ET-200 DP

从站I/O

其中CPU为西门子的S7 414-2 DP,变频器为AB公司的POWER FLEX 400系列和POWER FLEX 700系列.其中与POWER FLEX 400系列的变频器配套使用的适配器为22-Comm-P,与POWER FLEX 700系列的变频器配套使用的适配器为20-Comm-P.编程软件为STEP 7 V5.4,用S7 400 PLC 进行编程及对profibus_DP网络进行组态和配置.上位机画面采用WINCC6.2进行操作编程,上位机和西门子PLC通讯方式采用以太网.

(二).通讯协议

在本系统中,S7 400为DP主站,变频器为DP从站,主站向从站发送启动命令,停止命令,故障复位,速度给定等命令,从从站接收当前电流值反馈,速度反馈,故障代码等状态或反馈.变频器和通讯适配器(22-COMM-P或20-COMM-P)相连接.

(三).STEP 7编程环境下的系统硬件配置和组态连接

使用STEP 7 V5.4组态软件,进入Hardware configure完成S7 400的硬件组态.(如上图)

1.将20-COMM-P和22-COMM-P的GSD文件(随适配器附送)导入到STEP 7的编程环境

中,然后将它们拖放至已经建立好的相应的DP总线中,并设置其DP地址,此时展开

STEP 7中的20-COMM-P,如下图

2.将里面的组件CTRL/STAT & FEF/FDBK (2+2BYTES)拖放至20-COMM-P的第一槽位,如果

用户需要读取更多参数(如电流反馈值,电压反馈值,当前母线电压值等)可以将

DATALINK A (2*4 BYTES)拖放至20-COMM-P的其他槽位中,并分配其I/O地址.

如下图

3.在PLC里面建立一个数据块,用于变频器的数据通信,并建立一个变量表,用于观测实

时通讯效果.

二.变频器的参数设置

变频器与PLC 应用profibus-DP现场总线连接成网络以后,除了在PLC自动化系统中进行编程以外,在每个变频器上也要进行适当的参数配置.在将变频器的适配器连接到变频器后,将地址拨码拨至对应的DP地址(注意22-COMM-P的地址拨码的最高位必须为1,此位的意义为FIRMWARE UPDATE固件升级,非升级固件时请将第八位拨至1),通讯电缆连接完成后,将变频器通电,进行参数配置.

(一)P OWER FLEX 700的参数配置

1.可能需要改变的参数意义简述:

参数号参数意义默认值

361 DIGITAL IN1 SEL 4(STOP-CF)

362 DIGITAL IN2 SEL 5(START)

90 SPEED REF A SEL 2(ANALOG IN2)

298 DPI REF SELECT 0(MAX FREQ)

300 DATA IN A1 0(DISABLED)

301 DATA IN A2 0(DISABLED)

302 DATA IN B1 0(DISABLED)

303 DATA IN B2 0(DISABLED)

304 DATA IN C1 0(DISABLED)

305 DATA IN C2 0(DISABLED)

306 DATA IN D1 0(DISABLED)

307 DATA IN D2 0(DISABLED)

310 DATA OUT A1 0(DISABLED)

311 DATA OUT A2 0(DISABLED)

312 DATA OUT B1 0(DISABLED)

313 DATA OUT B2 0(DISABLED)

314 DATA OUT C1 0(DISABLED)

315 DATA OUT C2 0(DISABLED)

316 DATA OUT D1 0(DISABLED)

317 DATA OUT D2 0(DISABLED)

更多请参考AB POWER FLEX 700用户手册.

2.需要改变的参数

待变频器上电后,变频器的STS灯会不停呈红色闪烁状态,这是由于端子的急停信号

(使能)并没有连接至公共端(如果现场有急停按钮或停止按钮的闭点接入此端子,则

不会报错).将参数361和362置为0(NOT USED)后按复位按钮,看见STS灯为绿色闪

烁状态,表示变频器已经准备完毕,可以随时启动.

a)参数90-SPEED REF SELECT改为22(DPI PORT 5),由于变频器默认的速度给定并不

是远程DP总线,而是端子上的ANALOG IN2通道,所以要让变频器接受远程DP

总线的速度给定,必须将此参数改为22(DPI PORT 5),即接收DP适配器的速度给

定.

b)参数298-DPI REF SELECT改为1,由于变频器默认的速度给定是对应的MAX

FREQ(最大频率)而AB变频器的默认最大频率是110Hz,这样西门子在给定速度

字中写入32767,AB变频器会认为是110Hz;若将298参数改为1,则变频器会将

50Hz认为是速度最大值,此时的速度给定字32767会对应速度50Hz.

c)参数301至参数307,这些参数连接可以连接到几乎AB变频器的任意参数(如加