西门子可编程控制器CR20

西门子可编程控制器CR20

1．概述
SIRUS 3RW44电子软起动器可以通过PROFIBUS－DP网络进行通讯。硬件版本要求从E06,生产日期从060501开始，见图1标识。本文将主要讲述如何通过PROFIBUS-DP网络进行通讯，以及如何通过Softstarter ES软件进行参数化、操作和监视。

图1. 版本号

2．PROFIBUS-DP通讯
首先要选择通讯模板，3RW44软起动器装配PROFIBUS通讯模版后具备PROFIBUS通讯功能。通讯模版的订货号：3RW4900-OKC00。（注意：在安装通讯模版时首先要保证3RW44软起动器没有上电）。

图2安装通讯模板

2．1激活通讯模板功能和设置站地址

2．1．1通过液晶屏激活通讯模板和设置站地址

1. 在**接通3RW44软起动器之前，要先检查主侧和控制侧的接线是否正确。在**施加控制电压之后，会自动进入必须执行一次的快速起动菜单中，根据设备的情况来预设软起动器的重要参数。（详见操作手册）

2. 按照图3所示的顺序操作按键来激活通讯模版。

图3激活通讯模板

3. 按照图4所示设定设备PROFIBUS DP地址，并按照图5保存参数。
4. PROFIBUS-DP LED 红色闪烁。
5. 当PROFIBUS-DP图标“ ”显示在液晶屏的下面时表示通讯模版被成功激活。

图4设定DP地址

图5保存设定参数

2．1．2通过参数化软件激活通讯模板和设置站地址

1. 将安装参数化软件Soft Starter ES Professional 或Soft Starter ES Smart+ sp1的软件连接至3RW44软起动器。
2. 打开软件Soft Starter ES Professional 或Soft Starter ES Smart+ sp1。
3. 打开菜单的Switching device>open online。在弹出的对话框中选择Local device interface以及PC 的COM接口，并以“OK”确认。
4. 进入在线模式，在界面左边的树型结构选择device Configuration。
5. 如图6所示在右侧的界面中激活“Field bus interface”。

图6 激活通讯模板

6. 完成第5步操作后在左侧的树状参数结构的“Device parameter”下会出现“Field bus ”参数条目。点击此条目进入通讯参数化界面。
7. 在右侧的参数化界面中设置设备的通讯地址并点击工具条中的“Load to Switching Device”图标下载。如图7所示。
8. 确认站地址更改和通讯模板功能激活。

图7设置PROFIBUS DP站地址

完成上述步骤后，通讯模板的PROFIBUS DP LED 红色闪烁，液晶显示屏的下面出现“ ”图标表示通讯模板的功能被激活。

注意：当通讯功能激活后，3RW44的控制**权会自动从端子输入控制转换为PROFIBUS-DP控制，如果将其中的某个输入端子的功能定义为“Manual operation local”功能并激活该功能，则控制的**权仍然为端子控制。

2．2 3RW44的PROFIBUS通讯和组态

PROFIBUS-DP的通讯为主从方式，主站分为两种，1类主站和2类主站，在大多数情况下，1类主站指PLC，PG/PC是2类主站。与1类主站通讯时，即可以采用DPV0的通讯方式，也可以采用DPV1的方式；与2类主站通讯时，只能采用DPV1的方式。
简单的说，DPV0指循环的数据通讯形式，每个设备占用的I/O映像区的通讯数据均为DPV0方式读取，这种方式简单直接，一般作为长期的显示及控制数据使用，但由于占用CPU的地址映像区，所以DPV0的方式读写的数据量总是很有限的。
DPV1是DPV0的扩展协议，在原有循环数据的基础上增加了非循环读写数据，大大的增加了信息的获取量,为系统的调试、诊断、维护等提供了较大的方便。但并非所有的PLC都支持DPV1,所以强烈建议用户在使用PROFIBUS-DP的方式时使用SIEMENS的PLC,以便充分有效的利用系统提供的功能。

2．2．1 将3RW44软起动器集成在DP主站系统中

一、PROFINET IO和PROFIBUS DP并行通讯功能概述
SINAMICS CU320控制单元可用的硬件通讯接口如下：
? 标配的通讯接口（PROFIBUS DP）
? 可选的通讯接口（PROFINET IO,CAN）
当通讯接口板插入到CU320以后，标配的通讯接口（PROFIBUS DP）就被自动禁止，无法实现周期性通讯。
在以下应用场合，可以通过设置参数P8839，在SINAMICS系统中实现两者的并行通讯：
? PROFIBUS DP用于实现对驱动的控制，PROFINET IO用于接收驱动的实际值。
? PROFIBUS DP用于控制，PROFINET IO仅用于工程应用。
? 两主站工作，一个用于工艺控制，另一个用于逻辑控制。
? 通讯接口冗余。西门子可编程控制器CR20

二、S7-300/400与SINAMICS S120 CU320的网络连接

1．通过PROFINET IO和PROFIBUS DP连接SIMATIC CPU 319-3 PN/DP与SINAMICS S120 CU320 网络组态如下：

图 1.

2. 使用的硬件：

3、使用的软件
? STEP7 V5.4 SP2
? SCOUT V4.1 SP1 或 STARTER V4.1 SP1
? S120 V2.5 SP1 HF1
? CBE20的 GSD V2.1文件:gsdml-v2.1-siemens-sinamics-s-cu3x0-20070726.xml
在CF 卡中的路径: \\SIEMENS\SINAMICS\DATA\CFG\CBE20GSD.ZIP

4、IP 地址及通讯名称:

注意：所有节点的子网掩码：255.255.255.0。

三、项目配置

1、 本例使用的设备描述

2、硬件组态
(1)安装SINAMCIS S120 CBE20的GSD文件
对于PROFIBUS DP 及 PROFINET IO 需要的所有 GSD 文件存在S120的CF卡中，将这些文件拷贝至本地硬盘并解压。
在Step 7的硬件配置中选择 “Options => Install GSD file"

图 2.

GSD V2.0 (gsdml-v2.0-siemens-sinamics-cbe20-yyyymmdd.xml) 可被安装。
GSD文件安装后，设备会出现在硬件组态的如下目录中:
"PROFINET IO => Drives => SINAMICS => GSD => SINAMICS S120 CBE20 from 2.5"。
注意：
? GSD 子文件夹只有在安装DriveES 或 SIMOTION SCOUT后才有效。否则 GSD设备可直接在SINAMICS 文件夹中被找到。
? 如果安装了 DriveES Basic / Simatic 或 SIMOTION SCOUT，则不必安装 GSD 文件。
(2)通过CPU319建立PROFINET IO网络

图 3.

在插入CPU319-3PN/DP时会弹出建立PROFINET IO网络的窗口，在此新建一个PROFINET IO网络并设置此PLC PN节点的IP地址及子网掩码。
(3)将CBE20拖曳至PROFINET总线上(若安装DriveES)

图 4.

(4)选择报文结构

图 5.

(5)双击SINAMICS S120 CBE20，打开其属性窗口
分配其设备名称及IP地址，勾选“Assign IP address via IO controler”。

图 6

(6)建立PROFIBUS DP网络

图 7.

3、初始化通讯节点
在硬件组态画面中，点击 "PLC =>Ethernet => Edit Ethernet nodes"，在打开的画面中配置SINAMICS S120 CBE20和CPU319的设备名称及IP地址。

图 8.

四、使用Starter / SCOUT调试
如图9所示：在SteP7项目中生成了两个驱动项目“SINAMICS_S120_CU320”和”SINAMICSxS120xCBE20v1”,分别是驱动在PROFIBUS DP和PROFINET IO网络上生成的。本例中PC与CBE20之间通过网线连接，用如图9的方式既可直接打开Starter 或SCOUT 及驱动项目。

图 9.

可通过使用"configuration"对驱动装置进行手动配置。配置结束后编译保存。
本例中：在Scout中选择同样的报文结构，并与SteP7 HW Config中定义的报文结构保持一致，并单击“Transfer to Hw Config”按钮

图 10.

注意：S120支持两个周期性通讯接口IF1和IF2，分别通过CU参数P8839.0和P8839.1来定义IF1和IF2的通讯方式，在默认情况下P8839.0= P8839.1=99，就激活了这两个接口的自动模式，如下表所示：

在这种方式下无法实现PROFIBUS DP和PROFINET IO的并行通讯，因此为了实现其并行通讯，需要按如下方式设置：
? P8839[0]=1和P8839[1]=2：PROFIBUS DP 用于同步，PROFINET IO用于周期性通讯
? P8839[0]=2和P8839[1]=1：PROFINET IO用于同步，PROFIBUS DP用于周期性通讯（本例中的设置）

两个周期性通讯接口IF1和IF2的特性如上表所示：
注意：IF2不支持TM41,TM15,TM17,TM/TB,CU与CPU之间的通讯。

五、通过PROFIBUS DP或PROFINET IO总线来实现过程数据的传输
S7-300/400PLC通过PROFINET IO或PROFIBUS DP周期性通讯方式将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器。
(1) 控制字中Bit0做电机的起、停控制。
(2) 主设定值为速度设定值，参数P2000中的值为频率设定值和实际值的参考频率，** 对应4000H(十六进制)，发送的较高频率(较大值)为7FFFH(200%)。
(3) 当组态的报文结构 PZD=2或自由报文999时，在S7-300/400 中可用“MOVE” 指令进行数据传送；当组态的报文结构PZD 〉2，在S7-300/400 中需调用SFC14和SFC15系统功能块。
? SFC14(“DPRD_DAT”)用于读驱动装置的过程数据。
? SFC15(“DPWR_DAT”)用于将过程数据写入驱动装置。
例子(PROFINET IO)：SERVO_02 控制字、主设定值的发送及状态字、实际频率的读取程序见图11。