工廠經(jīng)驗之寶歐維改案例分享

案例：基于PROFIBUS-DP的SIMODRIVE 611U參數(shù)讀寫

PROFIBUS通信控制基礎(chǔ)

SIMODRIVE 611U除了具有與驅(qū)動基本應(yīng)用有關(guān)的功能外，還具有強大的通信功能，驅(qū)動通信通過PROFIBUS DP協(xié)議。

PROFIBUS-DP協(xié)議屬于主/從通信，需要有PLC作為主站，驅(qū)動裝置作為從站。PROFIBUS DP協(xié)議的主要優(yōu)點是通信速度快，除了基本功能之外還有一些附加功能（例如非循環(huán)通信、交叉通信），站點數(shù)更多；主要缺點是需要另外購買作為選件的通信模板（例如CBP2或PROFIBUS模板）。這里主要介紹S7 PLC與驅(qū)動裝置采用PROFIBUS DP協(xié)議進(jìn)行通信。采用PROFIBUS DP協(xié)議通信時，既可以利用STEP7本身提供的功能，也可以使用TIA軟件Drive ES?，F(xiàn)只介紹STEP7本身提供的功能。

裝有STEP7 V5.4的PC用于S7 CPU315-2DP的硬件組態(tài)與編程，通過MPI電纜與CPU315-2DP的MPI接口連接，用于硬件組態(tài)數(shù)據(jù)及程序的下載。CPU315-2DP的DP接口通過PROFIBUS電纜與SIMODRIVE 611U變頻器的上的DP接口連接，用于S7-300與變頻器的通信。

硬件組態(tài)

S7-300 PLC與611U建立通信，主站為CPU315-2DP，從站為611U，驅(qū)動安裝了PROFIBUS選件通信模板，編程裝置采用PC+STEP7 V5.4+通信設(shè)備（MPI Adapter或CP5611卡）。

裝有STEP7 V5.4的PC用于CPU315-2DP的硬件組態(tài)與編程，通過MPI電纜與CPU315-2DP的MPI接口連接，用于硬件組態(tài)數(shù)據(jù)及程序的下載。CPU315-2DP 的DP 接口通過PROFIBUS電纜與611U的DP接口連接，用于S7-300與611U的通信。

在SIMATIC Manager 中插入一新項目，名稱為Drives_611U。在項目名稱Drives_611U下插入SIMATIC 300 Station。接下來對該站進(jìn)行硬件組態(tài)：從硬件組態(tài)目錄中依次插入機架、電源、CPU，設(shè)置CPU上PROFIBUS-DP接口的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)（可采用默認(rèn)設(shè)置，即地址2，最高地址126，波特率1.5Mbit/s，協(xié)議DP）。

在PROFIBUS(1)：DP master system (1)總線上掛上611U從站。從站路徑為：PROFIBUS-DP→SIMODRIVE→SIMODRIVE 611U MC，POSMO SI/CA/CD。從站的地址設(shè)成“12”，并設(shè)置通信報文，組態(tài)結(jié)束后保存并編譯生成系統(tǒng)數(shù)據(jù)（system data）以及項目程序。

通信報文PPO的描述

SIMODRIVE 611U 通用控制模塊同任選的PROFIBUS-DP模塊一起，用來通過PROFIBUS-DP控制模塊將驅(qū)動連接到更高一級的自動化系統(tǒng)。SIMODRIVE 611U通用模塊可以在通電后識別已安裝的PROFIBUS-DP任選模塊。如果使用了任選模塊，輸入/輸出功能就要通過PROFIBUS-DP來選擇，或可作為設(shè)定點進(jìn)行輸入，用于“DP從站連接611U控制板”的協(xié)議，見圖1。

圖1 用于“DP從站連接611U控制板”的協(xié)議

PROFIBUS用于主控制模塊和指定給本主控制模塊的從控制間的循環(huán)和非循環(huán)型的數(shù)據(jù)傳輸。循環(huán)型的通信：①使用處理數(shù)據(jù)進(jìn)行實際值傳送的設(shè)定點。②按照標(biāo)準(zhǔn)DP的功能。對于標(biāo)準(zhǔn)的DP操作來說，在舊的循環(huán)結(jié)束后開始新的循環(huán)。③時鐘循環(huán)同步的功能性。對于時鐘循環(huán)同步的操作來說，隨著TP時鐘循環(huán)組開始新的循環(huán)。④從—從通信功能。在（從）驅(qū)動之間的快速分配數(shù)據(jù)的傳送可用從站間的通信功能來實現(xiàn)，不用涉及主控制模塊。

非循環(huán)型的通信：①訪問驅(qū)動參數(shù)；②使用參數(shù)化和啟動工具軟件“SimoCom U”的參數(shù)化；③使用SIMATIC操作面板（SIMATIC OP）的數(shù)據(jù)傳輸；④在符合PPOs網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的PKW 區(qū)。循環(huán)操作的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在“PROFIBUS數(shù)據(jù)集”中被指定為“參數(shù)—數(shù)據(jù)—對象（PPO）”。用于循環(huán)數(shù)據(jù)操作的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被分為參數(shù)區(qū)域（PKW）和過程數(shù)據(jù)區(qū)域（PZD）兩個區(qū)域，兩者都可在每個報文中傳輸。

參數(shù)區(qū)域（PKW）：這個報文部分被用來讀取和寫入?yún)?shù)，還能讀取故障。數(shù)據(jù)傳輸是任選的，并且由相應(yīng)的系統(tǒng)配置進(jìn)行定義。過程數(shù)據(jù)區(qū)域（PZD）：這個區(qū)域包含控制字、設(shè)定點、狀態(tài)信息和實際值等。PPO選擇可作如下劃分：不帶參數(shù)區(qū)域及帶有參數(shù)區(qū)域，有2～16字，用于處理數(shù)據(jù)。除了PPO類型的PPO1～PPO5外，還包括整個系列的構(gòu)成功能（自由組態(tài)報文）。這五種不同的PPO類型是用不同的數(shù)據(jù)長度選擇的，而數(shù)據(jù)長度是由驅(qū)動在自動化環(huán)境中要完成的任務(wù)決定的。報文的處理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可選擇標(biāo)準(zhǔn)的報文，也可自由地配置報文。

讀寫PKW參數(shù)區(qū)域

對于PPO類型“1”、“2”、“5”來說，帶四個字的參數(shù)范圍也是可傳輸?shù)?。PKW有四個字長，可以用于下列任務(wù)：讀參數(shù)值/寫參數(shù)值，參數(shù)可帶下標(biāo)。作業(yè)報文（主→從）用的ID參數(shù)可以從表1中獲取。所有“SIMODRIVE 611U通用”模塊參數(shù)都可用作業(yè)識別“6”、“8”、“10”讀取和寫入。

圖2 經(jīng)過PROFIBUS讀取參數(shù)

表1 作業(yè)識別ID（主驅(qū)動→從驅(qū)動）

將一個作業(yè)從主控制模塊傳輸?shù)綇尿?qū)動，一直重復(fù)此作業(yè)，至少到接收到來自從控制板傳回的相關(guān)響應(yīng)為止。從控制板提供響應(yīng)一直到主控制模塊已形成了新作業(yè)為止。對于含有參數(shù)值的響應(yīng)，從控制板總是循環(huán)地更新數(shù)值進(jìn)行響應(yīng)。這里說的響應(yīng)包含對“請求參數(shù)值”和“請求參數(shù)值（陣列）”等所有作業(yè)的響應(yīng)。

經(jīng)過PROFIBUS讀取參數(shù)見圖2。如當(dāng)有故障發(fā)生時，通過狀態(tài)字ZSW1.3=1知道發(fā)生了故障，但是具體發(fā)生了什么故障，必須去讀611U的故障緩沖區(qū)，并且也可把它拿來在OP中顯示。

611U的故障緩沖區(qū)為P0945：1～P0945：8，通過PROFIBUS-DP讀出來。為了連續(xù)讀寫超過4Byte的長度，需要用到SFC14/SFC15。SFC14用于讀PROFIBUS從站數(shù)據(jù)，SFC15用于將數(shù)據(jù)寫入PROFIBUS從站。按照PKW結(jié)構(gòu)建立一個數(shù)據(jù)塊DB1。在OB1中編寫程序（圖3）。

將從站的數(shù)據(jù)讀入到DB1.DBX0.0 開始的八個字節(jié)（P#DB1.DBX0.0 BYTE 8）。PKE→DB1.DBW0，IND→DB1.DBW2，PWE1→DB1.DBW4 參數(shù)值的高位字，PWE2→DB1.DBW6 參數(shù)值的低位字。將DB1.DBX8.0開始的八個字節(jié)寫入從站（P#DB1.DBX8.0 BYTE 8）。DB1.DBW8→PKE，DB1.DBW10→IND，DB1.DBW12→PWE1參數(shù)值的高位字，DB1.DBW14→PWE2參數(shù)值的低位字。在變量監(jiān)測表中檢測DB1.DBW0～DB1.DBW12。

圖3 在OB1中編寫程序

請求參數(shù)值：任務(wù)號AK=6，參數(shù)號PNU=945，參數(shù)下標(biāo)IND=1，參數(shù)值PWE=無意義（寫參數(shù)時才有意義）。所以在DB1.DBW8中寫入W#16#63B1，945的十六進(jìn)制為3B1。在DB1.DBW10中寫入“1”的下標(biāo)。這時可在DB1.DBW0中讀取到W#16#43B1，“4”代表響應(yīng)ID為傳送參數(shù)值，3B1代表參數(shù)號為945；在DB1.DBW2中可以讀到“1”的下標(biāo)，DB1.DBW6中可以讀到135的故障代碼，查詢該故障“停滯監(jiān)控響應(yīng)”。也可執(zhí)行寫的操作，如寫模擬量Offset correction的值。在DB1.DBW8中寫入W#16#3262，它的數(shù)據(jù)類型為Floating Point，請求寫參數(shù)任務(wù)為“3”，在DB1.DBD12中寫入100.0（用Floating Point格式），低位DB1.DBW14，代表小數(shù)點后面的值。

如果有錯誤，則可查看它的響應(yīng)ID以及故障號，故障號保存在第四個字中，即DB1.DBW6。

結(jié)論

在自動化生產(chǎn)機械中，SIMODRIVE 611U通常應(yīng)用于定位、同步等伺服性能要求較高的場合。而這種場合往往需要通過讀寫驅(qū)動的參數(shù)，才更有利于現(xiàn)場操作，滿足應(yīng)用需求。本文描述了如何在S7-300站點中實現(xiàn)SIMODRIVE611U的組態(tài)以及參數(shù)讀寫操作，為現(xiàn)場應(yīng)用提供指導(dǎo)。