通过
Profibus DP 实现
s7-300PLC 与
Vacon <strong><font color="#ffffff" style="background-color: #990099">NX</font></strong>系列变频器的通讯<br /> 作者：美恒自动化（大连）有限公司 郝晋松 <br /> 摘要：现代企业里，利用 PROFIBUS—DP组成的工业控制网络，实现了从控制级到现场级 通讯的一致。根据笔者的实践，本文介绍了如何利用
Siemens S7-300 PLC 与 VACON <b style="color: white; background-color: #990099">NX</b> 系列变频器通过 PROFIBUS DP 实现通讯。 关<br /> 键词：主站 从站 参数过程数据(PPO) <br /> 引言 现场总线 PROFIBUS 能够满足生产过程中现场级数据的可存取性。一方面它 满足了传感器/执行器领域的通信需求，另一方面又具有单元级领域的所有网络 通信功能。PROFIBUS-DP 是一种高速（数据传输速率 9.6Kbps/s～12Mbps） 、经济 的设备级网络， 主要用于现场控制器与分散 I/O 之间的通信， 可满足交直流调速 系统快速响应的时间要求。PROFIBUS-DP 的实时性远高于其他局域网，因而特别 适用于工业现场。为满足今后用户可能提出的要求，故开发通过 PROFIBUS DP 实现 S7-300PLC 与 VACON <b style="color: white; background-color: #990099">NX</b> 系列变频器的通讯。 <br /> 一、硬件要求：<br /> 1、CPU 要求带 PROFIBUS DP 主站/从站接口； <br /> 2、VACON <b style="color: white; background-color: #990099">NX</b> 系列变频器带 NXOPTC3/C5 可选接口板。<br /> 二、变频器硬件电路接线 <br /> 1、NXOPTC3 板 <br /> <br /> <br /> 1） 、BUS CONNECTOR/总线连接端子：1 号端子：总线电缆屏蔽层接线端子； 2 号端子：+5V 电源；3 号端子发送接收端子-正（B） 号端子发送接 ；4 收端子-负（A） 号端子电源地（0V） ；5 。 <br /> 2） 、X1 为总线电缆屏蔽层接地跳线器。共有三种方式：1） 、将屏蔽层通过 X1 接 到 变 频 器外壳（屏蔽 层接至 1 号端 子） ，X1 在 ON 位置，见左 1 图。2） 、将屏 蔽 层 通 过 RC 滤波电路接至 变频器外壳。 此时，X1 在 OFF 位置。 <br /> 3） 、直接将屏蔽层接至变频器壳体，见上彩图。此时，X1 可在任意位置。<br /> 4） 、X6 为终端电阻选择跳线器。如果 VACON <b style="color: white; background-color: #990099">NX</b> 变频器为 DP 网络 中的最后一个子站， X6 必须设置在 ON 位置， 则 否则， OFF 在 位置。见左图。<br /> 2、NXOPTC5 板 <br /> 1） 、BUS CONNECTOR/总线连接端子：1 号线：总线电缆屏蔽层接线端子；6 号线：+5V 电源；3 号线：发送接收端子-正（B） 号线：发送接收端 ；8 子-负（A） 号线：电源地（0V） ；5 。<br /> 2） 、X6 为终端电阻选择跳线器。如果 VACON <b style="color: white; background-color: #990099">NX</b> 变频器为 DP 网络中的最后 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.pdffactory.com 一个子站，则 X6 必须设置在 ON 位置，否则，在 OFF 位置。 <br /> 3、C3/C5 选件板上 LED 指示灯的意义： 红色 LED 状态： 状态说明： OFF PROFIBUS 通讯正常——主站、从站之间进行数据交换 ON PROFIBUS 通讯断开或没有开始 ——通讯线断开或不正确地连接； ——主站参数设置或硬件配置错误； ——主站不在线或电源关闭。 黄色 LED 状态： OFF ON 快速闪烁 （次/秒） 慢速闪烁 （次/5 秒） 状态说明： 选件板没有激活 选件板在初始状态，等待从变频器发出的激活命令 选件板激活并在运行状态 ——选件板已经准备好进行数据传送 选件板已激活，但在故障状态 ——选件板内部故障 绿色 LED 状态： 状态说明： OFF 总线模块等待变频器的参数——无外部信息 ON 总线模块已激活 ——参数接收到模块激活 ——模块在等待总线信息 快速闪烁 模块已激活并开始从总线接收信息 （次/秒） 慢速闪烁 模块在故障状态 （次/5 秒） ——在看门沟时间内没有从总线传来的信息 ——总线断开，连接电缆松动或主站不在线 <br /> 三、变频器参数调整： <br /> 1、在控制面板菜单 M3 中选择变频器控制位置为 FIELDBUS （其他可选项如： I/O、 KEYPAD 等; 2、在选件板菜单 M7 中调整相应选件板的参数，例：<br /> 1） 、SLAVE ADDRESS/从站地址：6； <br /> 2） 、BAUD RATE/波特率：187.5Kbaud； <br /> 3） 、PPO TYPE/参数过程数据形式：PPO4；<br /> 4） 、OPERATE MODE/操作模式：PROFIDRIVE。 <br /> 3、参数说明：<br /> 1） 、SLAVE ADDRESS/从站地址：设置范围 2…126 *注：该参数的设置必需与主站CPU的设置一致 2） 、BAUD RATE/波特率： 1 - 9.6 kBaud 2 - 19.2 kBaud 3 - 93.75 kBaud 4 - 187.5 kBaud 5 - 500 kBaud 6 - 1.5 Mbaud 7 - 3 MBaud 8 - 6 Mbaud 9 - 12 Mbaud 10 – AUTOMATIC 3） 、PPO TYPE/参数过程数据形式： 1 - PPO1 Parameter, CW/SW, Ref/Act 2 - PPO2 Parameter, CW/SW, Ref/Act, PD1-PD4 3 - PPO3 CW/SW, Ref/Act 4 - PPO4 CW/SW, Ref/Act, PD1-PD4 5 - PPO5 Parameter, CW/SW, Ref/Act, PD1-PD8 *该参数的设置需与主站CPU的设置一致。 下表为<b style="color: white; background-color: #990099">NX</b>变频器PPO的定义： （其中，每一格代表一个字节，例如：VALUE 值占用存储器区域为四个字节， 即双字； 其他参数/过程数据均为双字节， 即单字。 ） 下面分别介绍参数域和过程数据域： a)、Parameter Field/参数域： ID——参数类型和代码 IND——参数索引（未使用） VALUE——参数值 ID字节1 ID字节2 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 请求/响应模式代码 未用 参数号（=VACON 参数ID号） 请求模式：0——无请求 1——读参数值 2——写参数值 3 2 1 0 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.pdffactory.com 响应模式：0——无响应 1——参数值 7——请求被拒绝 b)、Process Data Field/过程数据域 CW——控制字（PLC发送） 如：RUN——047F(十六进制，下同) STOP1——047E STOP2——047D STOP3——047B RUN DISABLE——0477 注：STOP1和STOP3是一样的，STOP2和RUN DISABLE是一样的。在电动机频率控制 和转速控制只能应用STOP1和STOP3。 SW——状态字（PLC接收） PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.pdffactory.com REF——参考值（PLC发送，单位为最大频率的百分比，如REF=5000 表示最大频率的50%。 ） ACT——实际值（PLC接收，单位同上。 ） PD/主站-从站——过程数据，主站写入变频器的设置值。 （<b style="color: white; background-color: #990099">NX</b>变频器 未应用该功能。 ） PD/从站-主站——过程数据，主站从变频器读出的当前值。<b style="color: white; background-color: #990099">NX</b>变频 器设置见下表： PD1 输出频率（单位：HZ） PD2 电机速度(单位：rpm) PD3 电机电流(单位：A) PD4 电机力矩(%) PD5 电机电源(%) PD6 电机电压（单位：V） PD7 直流单元电压（单位：V） PD8 当前故障代码 <br /> 4） 、操作模式 1 – PROFIDRIVE 根据协议进行数据传递 2 – BYPASS 过程数据字段的信息传送到请求接口，但未处理。参数依 照程序设定。 3 – ECHO 主站写出的控制字数据直接回馈到主站的接收字；主站写 出的控制字并不影响到功能板，但功能板实现回应到主站 的接收字；这个参数可在通讯测试时设置。<br /> 3、变频器 MONITOR 参数组内，有 PROFIBUS STATUS 监控页面，分别代表如下情 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.pdffactory.com 况：0——等待主站参数 1——等待主站配置 2——通讯确定 四、S7-300 PLC软、硬件设置及编程 1、软件配置：S7-300软件若要识别VACON <b style="color: white; background-color: #990099">NX</b>变频器，需要将VACON变频器提供 的文件复制到STEP7/S7DATA/GSD文件夹内。 2、在硬件配置中，在从站中插入VACON <b style="color: white; background-color: #990099">NX</b>变频器（见下图中框1） ，并在其配置 中选择PPO类型，由STEP7自动指定其输入、输出地址（见下图中框2） 。 3、编程示例（变频器过程数据形式为PPO4） ： PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.pdffactory.com PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.pdffactory.com 程序说明： 当给出变频器动作指令时（正向指令或反向指令） ，PLC 向变 频器控制字写入 047F 控制字， 同时根据不同的挡位要求向变频器 写入频率参考值（分别为：一挡 5HZ，二挡 15HZ,三挡 25HZ,四挡 50HZ） 。 当正反向指令都断开时，PLC 向变频器控制字写入 047E 控制 字,控制变频器斜坡停止。
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