基于PROFIBUS现场总线的PLC与传
动变频器间的通讯
发布日期：2009-6-4 10:13:30 (阅1931次)
所属频道: 自动化 关键词: 现场总线 PLC 传动设备
1 引言
随着现代生产工艺的飞速发展，现场对传动设备的快速性、连续性、系统性的使用要求越来越高。单台变频器的独立运行的模式已经不能满足要求，多台成组系统运行成为最大特点。所有的本地柜前操作已经发展为计算机集中远程自动控制模式。这些特点都建立在计算机、PLC、传动装置间的数据通讯的基础上。以此来实现现场设备的运行状态监控和控制命令的下达。现场总线的发明和应用为实现上述功能提供了技术保证。现在使用较为广泛的现场总线有:profibus、canbus、modbus、devicenet、lonworks等。本文重点介绍以profibus 现场总线为基础的西门子simatic s7 PLC和6es70系列变频器间的通讯技术。
2 profibus现场总线概述
profibus是一种应用较为广泛的现场总线，其总线标准是国际总线标准ie61158的重要组成部分。是一种开放式系统，令牌结构，以互联网（open system interconnection-sio）作为参考模型。有3个兼容部分组成部分即profibus-dp（decentralized periphery）， profibus-pa（process automation），profibus-fms
（fieldbus message specification）。其中dp是一种高速低成本通讯，用于设备级控制系统与分散式i/o的通讯。采用rs485数据接口，传输介质用光纤或双绞电缆，传输波特率从（9.6k～12m）bps，传输距离可以通过repeter进行扩展，每个dp网上可以同时配置122个从站，是一种功能强大的现场总线。下面介绍的PLC和变频器间的通讯也是基于profibus-dp技术进行的。
3 profibus-dp的数据通讯格式
传动装置通过profibus-dp网与主站plc的接口是经过通讯模块cbp板来实现的，带有dp口的s7-300和400 plc也可以通过cpu上的dp口来实现。采用rs485接口及支持（9.6k～12m）bps波特率数据传输（数据传输的结构如图1所示），其中数据的报文头尾主要是来规定数据的功能码、传输长度、奇偶校验、发送应答等内容，主从站之间的数据读写的过程（如图2所示）核心的部分是参数接口（简称pkw）和过程数据（简称pzd），pkw和pzd共有五种结构形式即:ppo1、ppo2、ppo3、ppo4、ppo5，其传输的字节长度及结构形式各不相同。在plc和变频器通讯方式配置时要对ppo进行选择，每一种类型的结构形式如下。
图1 数据传输的结构
图2 主从站间数据读写过程
ppo1 4 pkw + 2 pzd （共有6个字组成） ppo2 4 pkw + 6 pzd （共有10个字组成） ppo3 2 pzd （共有2个字组成） ppo4 6 pzd （共有6个字组成）
ppo5 4 pkw+10 pzd （共有14个字组成）
参数接口（pkw）:参数id号（pke）、变址数（ind）、参数值（pwe）三部分组成。过程数据接口（pzd）:控制字（stw）、状态字（zsw）、主给定（main setpoint ），实际反馈值（main actual value） 等组成，另外要了解掌握控制字和状态字每一位的具体含义，并熟悉西门子变频器参数的具体应用，在通讯参数设置时需要具体定义。
4 实现通讯的软硬件要求和参数设置 （1） 硬件要求
·133mhz以上且内存不小于16mb的编程器。
·西门子s7-300/400系列plc，ram不小于12kb，并带有profibus-dp接口，或是s7-400（ram不小于12kb）配cp443-5的通讯板。
·带有cbp通讯模块和带有cu2/sc的vc板的变频器 （2） 软件要求
·win 95或win nt（v4.0以上） ·step7（v3.0以上） ·安装dva-s7-sps7 （3） 通讯设置基本步骤 ·设置传动参数 · plc硬件配置 ·创建数据块 ·编写通讯程序 · 系统调试
（4） 传动参数的设置 ·p053 = 3 参数使能
·p090 = 1 cbp板在2#槽 ·p918 = 3 从站地址 ·p554.1=3001 控制字pzd1 ·p443.1=3002 主给定pzd2 ·p694.1=968 状态子pzd1 ·p694.2=218 实际值pzd2 5 plc与传动变频器通讯程序
要实现通讯功能，正确的程序编写是非常重要的，下面将以西门子的s7-416 plc和6se70变频器为例来介绍通讯的程序编写。 （1） 基本配置和定义 基本配置如图3所示:
图3 基本配置界面
主站master为cpu-416-2dp
从站slave为6se70传动装置，profibus地址是3 输入地址: iw 256 （ 2 words pzd）; 输出地址: qw256 （2 words pzd ）; ppo类型: 3; 总线接口: rs485。 （2） 使用的功能块 ob1 main cycle 主循环
sfc14 dprd-dat 读数据系统功能块 sfc 15 dpwr-dat 写数据系统功能块 db100 数据存取 （dbw0 –dbw4是读出， dbw5-dbw8是写入）