1 概述
S7-300/400與SINAMICS G150 之間通過(guò)PROFIBUS DP 總線可進(jìn)行周期性及非周期性數(shù)據(jù)通訊。使用標(biāo)準(zhǔn)S7功能塊SFC14/SFC15可實(shí)現(xiàn)周期性數(shù)據(jù)交換；使用標(biāo)準(zhǔn)S7功能塊SFC58 / SFC59，可以實(shí)現(xiàn)非周期性數(shù)據(jù)交換，讀寫(xiě) SINAMICS G150 的參數(shù)。S7-300/400與SINAMICS G150裝置的連接，如下圖所示：

圖1 S7-300/400與SINAMICS G150裝置的連接

2 SINAMICS G150站地址設(shè)置及硬件組態(tài)
SINAMICS G150的PROFIBUS DP站地址設(shè)置有兩種方法：
（1）通過(guò)CU320控制單元上DIP撥碼開(kāi)關(guān)，設(shè)置站地址，有效地址值為1….126，設(shè)定方法如表1所示，將DIP開(kāi)關(guān)撥“ON”處，多個(gè)開(kāi)關(guān)激活，將有效位進(jìn)行加法運(yùn)算， 1+4+32=37，表示站地址是37，注意：通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)改變地址時(shí)應(yīng)斷掉SINAMICS G150 電源，否則，更改的站地址是無(wú)效的。

表1 DIP開(kāi)關(guān)設(shè)定PROFIBUS DP地址

（2） 在撥碼開(kāi)關(guān)全部撥到OFF或ON狀態(tài)，可以利用參數(shù)P918設(shè)置站地址。
S7-300/400的硬件組態(tài)，如圖2所示，在硬件組態(tài)中設(shè)定的SINAMICS G150站地址應(yīng)與SINAMICS G150 實(shí)際的站地址一致，本例中采用站地址是6。

圖2 硬件組態(tài)

3 通訊報(bào)文設(shè)置
SINAMICS G150有多種報(bào)文結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇，詳細(xì)描述請(qǐng)參考：SINAMICS_G150_operating-instructions手冊(cè)，表2為報(bào)文結(jié)構(gòu)。

表2 報(bào)文結(jié)構(gòu)

報(bào)文結(jié)構(gòu)是999為用戶自定義報(bào)文，當(dāng)用戶選擇此報(bào)文結(jié)構(gòu)時(shí)，SINAMICS G150的起、停控制位等需自己做關(guān)聯(lián)。此時(shí)必須將PLC控制請(qǐng)求置1（P854=1）。
注意：在做S7-300/400硬件組態(tài)時(shí)，需要配置報(bào)文結(jié)構(gòu)，圖3是STEP7中的報(bào)文設(shè)置，配置結(jié)束后進(jìn)行編譯保存；然后，打開(kāi)STARTER，核對(duì)報(bào)文結(jié)構(gòu)是否一致，圖4是STARTER軟件中報(bào)文的設(shè)置，若不一致需在STARTER軟件中打開(kāi)“configuration”做調(diào)整后點(diǎn)擊“Transfer to HW config”按鈕。

圖3 STEP7中的報(bào)文設(shè)置

 

圖4 STARTER軟件中報(bào)文設(shè)置

4 用PROFIBUS DP總線對(duì)SINAMICS G150起、停及速度控制
S7-300/400 PLC通過(guò)PROFIBUS DP周期性通訊方式將控制字1和主設(shè)定值發(fā)送至SINAMICS G150 ，當(dāng)組態(tài)的報(bào)文結(jié)構(gòu) PZD=2或自由報(bào)文999時(shí)，在S7-300/400 中可用“MOVE” 指令和功能塊SFC14和SFC15進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。
下面分別采用“MOVE” 指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和調(diào)用SFC14和SFC15系統(tǒng)功能塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送加以說(shuō)明。
例程文件名為：“G150_DP控制字、主給定值的發(fā)送及狀態(tài)字和實(shí)際頻率讀出程序.rar”，鏈接： G150_DP1.rar

注:程序中選擇標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1

1、采用“MOVE” 指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送：
（1）在例程中，在變量表“SINAMICS G150 start_up”中，分別強(qiáng)制M1.0、M1.1為1；
（2）通過(guò)MW2發(fā)送控制字1，首先寫(xiě)入047E，然后寫(xiě)入047F，SINAMICS G150 開(kāi)始運(yùn)行，如停止SINAMICS G150 ，發(fā)送047E，使SINAMICS G150 停止運(yùn)行，變量表如圖5所示；
（3）MW4寫(xiě)入的是主設(shè)定值，速度設(shè)定值要經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化，4000H（十六進(jìn)制）對(duì)應(yīng)于
100%，發(fā)送的最大值為7FFFH（200%），所設(shè)定的百分?jǐn)?shù)乘以P2000 中設(shè)定的參考速度， 就是給定速度；
（4）在MW6中能顯示狀態(tài)字1，變量表如圖5所示；
（5）MW8中能顯示實(shí)際運(yùn)行速度，此處為十六進(jìn)制，4000H表示100％�？刂瞥绦蛉鐖D6所示。

圖5 變量表中的內(nèi)容

 

圖6 “MOVE”指令控制程序

2、SFC14和SFC15系統(tǒng)功能塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送：
SFC14（“DPRD_DAT”）用于讀取SINAMICS G150 過(guò)程數(shù)據(jù)，SFC15 （“DPWR_DAT”）用于將過(guò)程數(shù)據(jù)發(fā)送到SINAMICS G150 。
（1）控制SINAMICS G150 運(yùn)行：
通過(guò)先發(fā)送控制字047E然后發(fā)送047F來(lái)啟動(dòng)SINAMICS G150 ，控制字1在 DB1.DBW20中指定，主設(shè)定值在DB1.DBW22中設(shè)定，參看圖7；所有的這些變量在變量 表“SINAMICS G150 start_up”中設(shè)定及監(jiān)控，圖8是變量表的內(nèi)容，圖9是程序內(nèi)容。
（2）停止SINAMICS G150 ：
發(fā)送控制字047E至SINAMICS G150 ，使SINAMICS G150 停止運(yùn)行。
（3）讀取SINAMICS G150 狀態(tài)字及速度實(shí)際值：
S7-300/400 接收SINAMICS G150 狀態(tài)字1，存放在DB1.DBW30中；接收SINAMICS G150 傳來(lái)的速度實(shí)際值，存放在DB1.DBW32中，參看圖7，在變量表“SINAMICS G150 start_up”中能監(jiān)控到SINAMICS G150 狀態(tài)和速度實(shí)際值。

 
圖7 數(shù)據(jù)塊 DB1

 

圖8 變量表

 

圖9 控制程序

5 SINAMICS G150 參數(shù)的讀取及寫(xiě)入

（1）擴(kuò)展PROFIBUS DP功能（DPV1）
非周期性數(shù)據(jù)傳送模式允許：
? 交換大量的用戶數(shù)據(jù)（最多240 bytes）
? DPV1支持DS47非周期數(shù)據(jù)交換

（2）參數(shù)請(qǐng)求及參數(shù)應(yīng)答的結(jié)構(gòu)
參數(shù)請(qǐng)求包括三部分：請(qǐng)求標(biāo)題、參數(shù)地址及參數(shù)值，如表3所示。

表3 參數(shù)請(qǐng)求格式

參數(shù)應(yīng)答格式，如表4所示，關(guān)于參數(shù)請(qǐng)求及應(yīng)答描述，參考表5。

表4 參數(shù)應(yīng)答格式

表5 參數(shù)請(qǐng)求及應(yīng)答描述

在表6 中，是關(guān)于DPV1參數(shù)應(yīng)答中的錯(cuò)誤值描述。

表6 DPV1參數(shù)應(yīng)答中的錯(cuò)誤值描述

（3）S7-300/400 通過(guò)PROFIBUS DP非周期性通訊方式讀取SINAMICS G150 參數(shù)
使用S7-300/400 PLC通過(guò)PROFIBUS DP非周期性通訊方式讀取SINAMICS G150 參數(shù)，可以讀一個(gè)參數(shù)下的多個(gè)索引值，或多個(gè)參數(shù)下的多個(gè)索引值。PLC讀取SINAMICS G150 參數(shù)時(shí)必須使用兩個(gè)功能塊SFC58 / SFC59 ，程序參見(jiàn)圖14。

例程文件名：“G150_DP讀參數(shù)r945程序.rar” 鏈接：G150_DP2.rar
以讀取一個(gè)參數(shù)下的一個(gè)索引值為例（讀參數(shù)r945.0）：

a．使用標(biāo)志位M10.0及功能SFC58塊將讀請(qǐng)求（數(shù)據(jù)塊DB2如圖10所示），發(fā)送至SINAMICS G150，將M10.0設(shè)定為數(shù)值1啟動(dòng)寫(xiě)請(qǐng)求，當(dāng)寫(xiě)請(qǐng)求完成后必須將該請(qǐng)求置0，結(jié)束該請(qǐng)求。MW300（RET_VAL）顯示錯(cuò)誤代碼，用于表示數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤。在變量表G150_read（如圖11所示）中，按照表3參數(shù)請(qǐng)求格式進(jìn)行設(shè)定，在DB1.DBW6中設(shè)定945，在DB1.DBW8中設(shè)定0，表明讀請(qǐng)求中要讀取r945.0中的數(shù)值。

圖10 “寫(xiě)”請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊DB2

 

圖11 變量表G150_read內(nèi)容

b．使用標(biāo)志位M10.1及功能SFC59塊將讀應(yīng)答發(fā)送至S7-300/400 ，SINAMICS G150 將參數(shù)值發(fā)送到DB3，圖12是數(shù)據(jù)塊DB3的內(nèi)容。將M10.1設(shè)定為數(shù)值1啟動(dòng)讀應(yīng)答，當(dāng)讀應(yīng)答完成后必須將M10.1該請(qǐng)求置0。MW400 (RET_VAL) 顯示包括錯(cuò)誤代碼。在變量表G150_read1（如圖13所示）中，能夠讀到相應(yīng)讀應(yīng)答，DB3.DBW6中讀到的是7861，表明此時(shí)參數(shù)r945.0=7861。

圖12 響應(yīng)數(shù)據(jù)塊DB3

 

圖13變量表G150_read1內(nèi)容

 

圖14 讀取SINAMICS G150 參數(shù)程序

（4）S7-300/400通過(guò)PROFIBUS DP非周期性通訊方式寫(xiě)SINAMICS G150 參數(shù)
使用S7-300/400 PLC通過(guò)PROFIBUS DP非周期性通訊方式寫(xiě)SINAMICS G150 參數(shù)，可以寫(xiě)一個(gè)參數(shù)下的多個(gè)索引值，或多個(gè)參數(shù)下的多個(gè)索引值。寫(xiě)參數(shù)時(shí)只需使用SFC58 ，如果需要讀取寫(xiě)參數(shù)響應(yīng)時(shí)需使用SFC59，程序參見(jiàn)圖18。

例程文件名：“G150_DP寫(xiě)參數(shù)P1120程序.rar”  鏈接：G150_DPP1120.rar
以寫(xiě)參數(shù)P1120 為例 ，加以說(shuō)明。6ES72231BH320XB0

a．使用標(biāo)志位M10.2及SFC58 功能塊將寫(xiě)請(qǐng)求（數(shù)據(jù)塊DB4如圖15所示）發(fā)送至SINAMICS G150，將M10.2設(shè)定為數(shù)值1啟動(dòng)寫(xiě)請(qǐng)求，當(dāng)寫(xiě)請(qǐng)求完成后必須將該請(qǐng)求置0，結(jié)束該請(qǐng)求。MW500（RET_VAL）顯示錯(cuò)誤代碼，用于表示數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤。在變量表G150_write（如圖16所示）中，按照表3中的參數(shù)請(qǐng)求格式進(jìn)行設(shè)定，在DB4.DBW6中設(shè)定1120，在DB4.DBW8中設(shè)定0，表明將DB4.DBD12中的數(shù)值寫(xiě)入?yún)?shù)P1120.0中。

圖15 寫(xiě)請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊DB4

 

圖16變量表G150_write中的內(nèi)容

b． 使用標(biāo)志位M10.3及功能SFC59塊將寫(xiě)應(yīng)答發(fā)送到S7-300/400 數(shù)據(jù)塊DB5中，數(shù)據(jù)塊DB5的內(nèi)容，參看圖17，將M10.3設(shè)定為數(shù)值1啟動(dòng)讀請(qǐng)求，當(dāng)讀請(qǐng)求完成后必須將M10.3置0。MW504 (RET_VAL) 顯示錯(cuò)誤代碼。在變量表G150_write（如圖16所示）中，能夠讀到相應(yīng)寫(xiě)請(qǐng)求響應(yīng)，DB5.DBB1中為02，表明寫(xiě)請(qǐng)求已相應(yīng)，從SINAMICS G150 中讀到參數(shù)P1120已經(jīng)被更改，表明參數(shù)P1120已修改完成。

圖17數(shù)據(jù)塊DB5

 

圖18 寫(xiě)SINAMICS G150 參數(shù)程序

1概述
S7協(xié)議是SIEMENS S7系列產(chǎn)品之間通訊使用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 ，其優(yōu)點(diǎn)是通信雙方無(wú)論是在同一MPI總線上、同一PROFIBUS總線上或同一工業(yè)以太網(wǎng)中，都可通過(guò)S7協(xié)議建立通信連接，使用相同的編程方式進(jìn)行數(shù) 據(jù)交換而與使用何種總線或網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)。S7通信分為按組態(tài)方式可分為單邊通信和雙邊通信，單邊通信通常應(yīng)用于以下情況：

? 通信伙伴無(wú)法組態(tài)S7連接
? 通信伙伴無(wú)法停機(jī)
? 不希望在通訊伙伴側(cè)增加通信組態(tài)或程序

本文介紹S7-400基于PROFIBUS總線的S7單邊通信的組態(tài)步驟。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境，見(jiàn)表1。

序號(hào)	名稱(chēng)	訂貨號(hào)
1	CR3導(dǎo)軌	6ES7 401-1DA01-0AA0
2	PS407	6ES7 407-0KA02-0AA0
3	CPU414-3	6ES7 414-3XM05-0AB0
4	CPU315-2 DP	6ES7 315-2AH14-0AB0
5	PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)電纜	6XV1 830-0EH10
6	RS485總線連接器	6ES7972-0BB42-0XA0
7	STEP7 V5.5 SP2
8	Windows XP SP3

 

表1

2 組態(tài)

2.1配置S7-400站點(diǎn)

S7-400站點(diǎn)配置參見(jiàn)表2。

序號(hào)	說(shuō)明	圖示
1.	創(chuàng)建新項(xiàng)目并在項(xiàng)目中插入S7-400站點(diǎn)
2.	打開(kāi)硬件組態(tài)，組態(tài)S7-400站點(diǎn)
3.	在硬件目錄中查找使用的導(dǎo)軌型號(hào)，并雙擊找到的導(dǎo)軌型號(hào)
4.	在硬件目錄選擇使用的電源，并拖拽到導(dǎo)軌的1號(hào)槽
5.	在硬件目錄選擇使用的CPU，并拖拽到導(dǎo)軌的3號(hào)槽，系統(tǒng)將自動(dòng)彈出DP接口屬性對(duì)話框
6.	在對(duì)話框Address下拉框中設(shè)置DP站地址為2，單擊NEW按鈕添加新子網(wǎng)
7.	添加子網(wǎng)PROFBUS(1)，單擊選項(xiàng)頁(yè)“Network Setting”
8.	選擇PRFIBUS總線傳輸速率為1.5Mbps，Profile中選擇Standard，單擊所有屬性對(duì)話框OK按鈕
9.	編譯保存S7-400站點(diǎn)硬件組態(tài)，下載到S7-400 CPU中
10.	從菜單欄Option下Configure Network命令進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)組態(tài)界面
11.	如右圖所示，右鍵單擊CPU414-3DP，在彈出對(duì)話框中選擇Insert New Connection命令，插入一個(gè)新連接
12.	a) 選擇Unspecified連接伙伴， b) 連接類(lèi)型菜單中選擇S7 connection，單擊OK按鈕，彈出S7 connection屬性對(duì)話框
13.	S7 connection屬性對(duì)話框設(shè)置： a) 選中Established an active connection b) Interface選擇CPU414-3 DP，DP(R0/S3) c) 設(shè)置伙伴PROFIBUS地址3 d) 設(shè)置本地ID為1 e) 點(diǎn)擊Address Details按鈕
14.	Address Detail對(duì)話框設(shè)置 a) 設(shè)置安裝CPU的機(jī)架號(hào)0 b) 設(shè)置安裝CPU的插槽號(hào)，對(duì)于S7-300，CPU只能安裝在2號(hào)槽 c) 設(shè)置連接資源號(hào)，對(duì)于S7單邊連接，連接資源號(hào)總是3 設(shè)置完成后可看到伙伴T(mén)SAP為03.02，點(diǎn)擊OK按鈕關(guān)閉屬性對(duì)話框
15.	點(diǎn)擊編譯保存圖標(biāo)，完成S7單邊連接組態(tài)，并下載至S7-400 CPU中

 

表 2

 

2.2配置S7-300站點(diǎn)

S7-300站點(diǎn)配置參見(jiàn)表3。

序號(hào)	說(shuō)明	圖示
1.	創(chuàng)建新項(xiàng)目并在項(xiàng)目中插入S7-300站點(diǎn)
2.	打開(kāi)硬件組態(tài)，組態(tài) S7-300 站點(diǎn)
3.	在硬件目錄SIMATIC-300，RACK-300下雙擊Rail，插入S7-300導(dǎo)軌
4.	在硬件目錄選擇使用的CPU，并拖拽到導(dǎo)軌的2號(hào)槽，系統(tǒng)將自動(dòng)彈出DP接口屬性對(duì)話框
5.	參考表2序號(hào)6~8步驟，將CPU的 PROFIBUS DP地址設(shè)置為3，傳輸速率設(shè)置為1.5Mbps，Profile中選為Standard。編譯保存完成S7-300站點(diǎn)組態(tài)，并下載到S7-300 CPU中

 

表 3

3 通信連接
如圖3-1示意圖，使用RS485總線連接器通過(guò)PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)電纜分別連接CPU414-3 的X2接口和CPU315-2的X2 接口。

圖3-1 CPU之間DP通信連接示意圖

4 通信編程
由于配置的是S7單邊通信，只需在配置S7網(wǎng)絡(luò)連接的一方進(jìn)行編程，所以本例中只在CPU414-3中編程調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFB14/SFB15，如圖4-1和圖4-2。

圖4-1 調(diào)用功能塊SFB14