西门子6SE70、6RA70系列变频器和直流调速器与S7-300PLC的通讯

Profibus-DP在直流调速器6RA70的应用

1 引言

Profibus应用领域包括加工制造、过程和建筑自动化，如今已成为国际化的开放式现场总线标准，即EN50170欧洲标准和IEC61158国际标准的一部分。并且，在2006年11月成为我国的现场总线标准。

Profibus由Profibus-FMS(Fieldbus Message Specification)，

Profibus-PA(Process Automation)和Profibus-DP(Distributive Peripheral)三部分组成。其中，Profibus-DP具有高速传输、价格低廉等特点，实现起来比较简单，主要用于分散设备间的数据高速传输。 该总线物理层采用RS-485传输方式，传输速率可由9.6kbps至12Mbps。一般用于自动化控制系统和现场设备级间的开关量的通信。因而可满足全 数字交直流调速系统对于快速的时间相应要求。目前80%以上的Profibus应用是基于Profibus-DP。

SIMOREG DC-MASTER是全数字调速装置，操作非常简单。不需要专门的编程知识，所有设置均可通过参数设定设备进行。参数设定既可通过PC的菜单提示进行，以 实现快速地投入进行，也可通过简易的操作区和用SIMOVIS 进行。SIMOREG DC-MASTER在任何应用场合，均具有较好的灵活性和经济性: (1) 减轻主动系统和总线系统压力; (2) 接口被减少了;

(3) 较少的电缆和较高的抗干扰度; (4) 开环和闭环控制已集成到系统中; (5) 开放的分布系统方案;

(6) 工艺软件放入基本装置中——BICO技术。

使用新颖的BICO技术使SIMOREG DC-MASTER 在软件功能性方面达到一个新水平。其中，两个功能强大的处理器处理电枢回路和励磁回路开环和闭环所有传动控制功能。利用BICO技术，功能块按面向应用功 能单元型式去组合——这是一个简单的参数设置过程。

2 Profibus-DP的直流调速器控制系统结构

现以Siemens公司的相关产品为例介绍现场总线系统的组成。作为

Profibus-DP网的典型配置如图1所示，PLC(SIMATIC S7-300或S7-400系列)作为一级DP主站，他负责在预定的信息周期内循环与从站交换信息，发送控制信息，读取从站的状态等，组态软件WinCC 作为二级DP主站，用于系统操作与监视等，SIMOREG DC-MASTER加上CBP2通讯板(Profibus通讯模块)后作为从站，可带这样的从站32个，如果加上中继器，最多可达127个从站。

图1 Profibus-DP网的总线拓扑结构

3 通过Profibus-DP数据通讯 3.1 CBP2通信板

CBP2通信板是SIMOREG DC-MASTER整流器的通信处理机，它负责控制SIMOREG DC-MASTER与SIMATIC S7-300之间的数字通信，SIMOREG DC-MASTER接入Profibus-DP网中接受控制，必须要与CBP2配合使用，在SIMOREG DC-MASTER上有固定的插槽，来放置CBP2。CBP2通讯板将从Profibus-DP网中接受到的过程数据存入双向RAM中，双向RAM中的每 一个字都被编址，在整流器端的双向RAM可通过被编址参数排序，向整流器写入控制字、设置值或读出实际值、诊断信息等参量。

CBP2将被插入SIMOREG DC-MASTER电控箱的槽2中，因此还要重新加以参数化，才能实现与SIMATIC S7-300通讯。设置的具体流程如图2所示。

图2 参数设置流程

3.2 参数设置 在完成SIMOREG DC-MASTER在Profibus-DP网中的参数设定和电动机的基本参数设定后，使直流调速器进行最优化运行，还应完成以下参数设置:

(1) 为了达到6RA70与电动机之间的精密匹配，6RA70额定直流电流(电枢和励磁)的数值分别赋给参数P076.i001(电枢)，P076i002(励磁);

(2) P051=25(电枢和励磁的预控制和电流调节器的优化运行，最优化运行后，以下参数被自动设置:P110，P111，P112，P115，P156，P255，P256，P826); (3) P601.i001=K0015(电枢电流调节器给定的源为K0015)。

采用SIMATIC S7-300系列的CPU315-2DP作为DP主站，CPU315-2DP系统本身具有Profibus-DP接口，无需另外的通讯接口单元。在编程软 件STEP7中完成硬件网络组态，为直流调速器分配网络地址，该地址必须与直流调速器CBP2板中设置的相同，在组织块OB中选用 SFC14\、SFC15\系统功能块向直流调速器的CBP2模块接收/发送过程数据，如图3所示。

图3 PLC与6RA70之间的通讯

PLC向6RA70发送的控制字各位的定义如附表所示，可从只读参数r652中读出状态。

附表 SIMOREG DC-MASTER 6RA70的控制字的定义

工业组态软件WinCC提供各种PLC的驱动程序，本文实例要建一个

Profibus-DP的二级主站，所以选择支持S7协议的通讯驱动程序 SIMATIC S7 Protocol Suite，在其中的“PROFIBUS”下连接一台S7-300，设置参数必须与PLC中的设置相同。通过以上步骤，即完成了对整个变频器控制系统 Profibus-DP网的组态与通讯。

4 结束语

采用Profibus-DP现场总线的直流调速器控制系统，将增强整个系统的可靠

性，而且可根据工艺需要进行灵活的功能修改，从而在长期意义上大大的节约了成本。

西门子6se70系列变频器与s7-300/400的PROFIBUS-DP通讯举例

本文通过举例讲述了PROFIBUS-DP现场总线在生产现场的具体应用，详细介绍了西门子PLC与变频设备通过PROFIBUS-DP通讯的硬件组态、软件编程以及变频器的相关参数设置。

在工业厂矿的生产应用中，尤其是钢铁冶金行业，利用PLC通过

PROFIBUS-DP现场总线对变频装置进行控制，实现电机的启动、停车和调速最为常 见。下面通过一个具体的实例来讲述西门子6se70系列变频器与s7-300/400的PROFIBUS-DP通讯的全过程。

一、 硬件组态变频器

在STEP 7软件中创建一个项目，再硬件组态该项目，并建一个PROFIBUS-DP网络，6se70系列变频器在PROIBUS DP->SIMOVERT文件夹里进行组态，并设定好通讯的地址范围。如下图所示:

二、 建立通讯DB块

一般地，读写数据都做在一个DB块中，且最好与硬件组态设定的I,O地址范围大小划分相同大小的区域，便于建立对应关系和管理。如下图所示，读变频

器的 数据的12个字节在DB0～DB11中，写给变频器的12个字节数据放在DB12～DB23中。接下来还可以存放诸如通讯的错误代码和与变频器有关的其它 计算数据。

三、写通讯程序

通讯程序可以直接调用STEP 7编程软件的系统功能SFC1４(DPRD_DAT),SFC15(DPWR_DAT)来实现。例程段如下:

CALL SFC 14 //变频器－>PLC

LADDR :=W#16#230 //通讯地址：为硬件组态的起始地址，即I Addess中的560 RET_VAL:=DB15.DBW24 //错误代码:查帮助可得具体含义 RECORD :=P#DB15.DBX0.0 BYTE 12 //传送起始地址及长度 CALL SFC 15 //PLC－>变频器

LADDR :=W#16#230 //通讯地址：为硬件组态的起始地址，即Q Addess中的560 RECORD :=P#DB15.DBX12.0 BYTE 12 //传送起始地址及长度 RET_VAL:=DB15.DBW26 //错误代码:查帮助可得具体含义

四、 变频器参数设置

变频器的简单参数设置如下表

对于写变频器的数据是与变频器的k3001～k3016(参见变频器使用大全功能图120)建立对应关系，读变频器的数据则是与变频器的参数P734建立对应关系。如下图所示：

即DB15.DBW12～DB15.DBW22对应P734的W01～W06。B15.DBW0～DB15.DBW11对应k3001～k3012。 PLC读取变频器的数据可以通过设置参数P734的值来实现，PLC写给变频器的数据存放在变频器数据k3001～k3012中，在变频器的参数设置里可 以进行调用，从而建立了彼此的对应关系。

这样，变频器与PLC的连接已经基本建立，就可以编写程序通过PLC来控制变频器的启、停、速度给定等各项功能，满足工艺给定要求。同时也可以读取变频器数据通过上位机进行显示，达到在线监视和诊断的目的。

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