西門子PLC與G120C-PN變頻器的PROFINET PZD通訊

臺(tái)州技師學(xué)院（籌） 談蘭蘭 黃 鵬

我院是以培養(yǎng)培訓(xùn)高技能人才為主要任務(wù)的綜合性技師學(xué)院，2018年購(gòu)買了以西門子PLC為核心的實(shí)訓(xùn)裝備。本項(xiàng)目的核心控制元件是S7-1200系列的PLC，該實(shí)訓(xùn)設(shè)備主要由S7-1200PLC、G120C-PN變頻器、V90PN伺服驅(qū)動(dòng)器等部件組成，該設(shè)備的所有驅(qū)動(dòng)對(duì)象都帶由以太網(wǎng)口。本文主要介紹西門子S7-1200PLC與西門子G120C-PN的PZD通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟、停、轉(zhuǎn)速控制以及這些狀態(tài)的反饋。

1 主要設(shè)備清單

（1）CPU1215C DC/DC/DC ；訂貨號(hào)為6ES7 215-1AG40-0XB0；（2） SINAMICS G120C PN；訂貨號(hào)為6SL3 210-1KExx-xxFx，固件版本V4.7；（3）TIA編程軟件。

2 G120C-PN參數(shù)設(shè)置

本次使用的是G120C PN，可以采用面部的BOP面板修改參數(shù)也可以在TIA軟件中在線訪問(wèn)設(shè)置需要用到的參數(shù)，本文主要介紹后者。首先，組態(tài)好整個(gè)案例項(xiàng)目，在博圖中點(diǎn)擊在線訪問(wèn)設(shè)備，分配G120C設(shè)備的名稱和IP地址后，重啟G120C設(shè)備。再次點(diǎn)擊可訪問(wèn)設(shè)備中的變頻器，選擇參數(shù)選擇通訊設(shè)置，將P15=7，選擇“現(xiàn)場(chǎng)總線控制”；P922=1，選擇“標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1PZD2/2”。

3 工程硬件組態(tài)與報(bào)文的選擇

3.1 硬件組態(tài)

在TIA軟件中將PLC和變頻器組在一個(gè)局域網(wǎng)中，其中CPU的IP為：192.168.0.10，變頻器的IP為：192.168.0.11。

3.2 報(bào)文的定義

PROFINET提供的報(bào)文種類分別是，報(bào)文：1轉(zhuǎn)速控制，報(bào)文2：轉(zhuǎn)速控制，報(bào)文3：轉(zhuǎn)速控制，1個(gè)位置編碼器，報(bào)文：4轉(zhuǎn)速控制，2個(gè)位置編碼器，報(bào)文20轉(zhuǎn)速控制 VIK/NAMUR，報(bào)文：350轉(zhuǎn)速控制，報(bào)文：352 PCS7的轉(zhuǎn)速控制，報(bào)文：353轉(zhuǎn)速控制，帶有用于讀寫參數(shù)的PKW范圍，報(bào)文354：PCS7的轉(zhuǎn)速控制，帶有用于讀寫參數(shù)的PKW范圍以及報(bào)文999：自由互聯(lián)。使用者可以根據(jù)實(shí)際需要選擇對(duì)應(yīng)的報(bào)文類型。

3.3 報(bào)文選擇與說(shuō)明

本案例選擇報(bào)文1做演示，在設(shè)備組態(tài)中選擇標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1，PZD-2/2。選取以后會(huì)自動(dòng)分配輸入2個(gè)字，輸出2個(gè)字的地址如表1所示。

4 程序設(shè)計(jì)

S7-1200通過(guò)PROFINMET PZD通訊方式將控制字和主設(shè)定值周期性的發(fā)送與變頻器，變頻器將狀態(tài)字1和實(shí)際轉(zhuǎn)速發(fā)送給PLC。

4.1 控制字如圖1所示

4.2 狀態(tài)字如圖2所示

表1 報(bào)文選擇與說(shuō)明

圖2 狀態(tài)字

4.3 速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系

速度設(shè)定值需要經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理，變頻器接收十進(jìn)制有符號(hào)整數(shù)16384（4000H十六進(jìn)制）對(duì)應(yīng)于100%的速度就，接受的最大速度為32767（200%）。

程序段1：首次初始化、停止（見(jiàn)圖3）

程序段2：?jiǎn)?dòng)（見(jiàn)圖4）

程序段3：設(shè)置轉(zhuǎn)速（見(jiàn)圖5）

程序段4：運(yùn)行狀態(tài)（見(jiàn)圖6）

結(jié)束語(yǔ)：本案例主要驗(yàn)證報(bào)文1的PZD通訊。實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的啟、停、轉(zhuǎn)速的設(shè)定，基于西門子提供的通信工作性能穩(wěn)定可靠、調(diào)試方便。滿足了低成本、高質(zhì)量縮短項(xiàng)目周期的項(xiàng)目要求。

圖3 程序段1：首次初始化、停止

圖4 程序段2：?jiǎn)?dòng)

圖5 程序段3：設(shè)置轉(zhuǎn)速

圖6 程序段4：運(yùn)行狀態(tài)