西門子6ES7407-0RA02-0AA0
 | 6ES7407-0RA02-0AA0 SIMATIC S7-400 電源模板，PS 407：20A，120/230V UC，5V DC/20A |
SIEMENS 上海拓關(guān)自動化科技有限公司
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一、PROFINET IO / RT通訊功能概述
CPU319-3 PN/DP與SINAMICS S120 之間通過PROFINET IO / RT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，S7-300/400PLC通過PROFINET周期性通訊方式可將控制字1(CTW1)和主設(shè)定值(NSETP_B)發(fā)送至驅(qū)動器；使用標(biāo)準(zhǔn)S7功能塊SFB52 / SFB53，可以實現(xiàn)非周期性數(shù)據(jù)交換，讀取或?qū)懭腧?qū)動器的參數(shù)。
二、S7-300/400與S120裝置的連接
1．硬件連接
圖 1.
(1). 通過PROFINET IO / RT 連接 SIMATIC CPU 319-3 PN/DP 及 CU310PN.
2.硬件：
3、使用的軟件
• STEP7 V5.4 SP2 HF3
• SCOUT V4.1 SP1
• STARTER V4.1 SP1
• S120 V2.5 SP1 HF1
• GSD V2.1文件:gsdml-v2.1-siemens-sinamics-s-cu3x0-20070726.xml
在CF 卡中的路徑: SIEMENS\SINAMICS\DATA\CFG\CBE20GSD.ZIP
4、通訊概覽
Net Pro通訊配置
圖 2.
IP 地址及通訊名稱:
Device | Communication name | IP address |
CPU319-3 PN/DP | PN-IO | 192.168.0.1 |
CU310PN | CU310PN | 192.168.0.2 |
PG |
| 192.168.0.253 |
注意：所有節(jié)點的子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0。
三、*條件
1. PROFINET IO 條件
在本例中對于使用的軟件版本，還應(yīng)滿足下列條件：
應(yīng)用例程的發(fā)送時鐘為 1 ms。更新時間應(yīng)設(shè)為 2n ms，此值可允許的范圍為：
1 ms 至 512 ms。
四、項目配置
1、 Drive
2、硬件組態(tài)
(1)安裝SINAMCIS S120 CU310PN 的GSD文件
對于PROFIBUS DP 及 PROFINET IO 需要的所有 GSD 文件存在S120的CF卡中，將這些文件拷貝至本地硬盤并解壓縮。
在硬件配置中選擇“Options => Install GSD file"
圖 3.
GSD V2.1 (gsdml-v2.1-siemens-sinamics-s-cu3x0-yyyymmdd.xml) 可被安裝。
GSD文件安裝后，設(shè)備會出現(xiàn)在硬件組態(tài)的如下目錄中:
"PROFINET IO => Drives => SINAMICS => GSD => SINAMICS S120 CU310PN from 2.5"。
注意：
• GSD 子文件夾只有在安裝DriveES 或 SIMOTION SCOUT后才有效。否則 GSD設(shè)備可直接在SINAMICS 文件夾中被找到。
• 如果安裝了 DriveES Basic / Simatic 或 SIMOTION SCOUT，則不必安裝 GSD 文件。
(2)對于CPU319建立PROFINET網(wǎng)絡(luò)
圖 4.
在插入CPU319-3PN/DP時會彈出建立PROFINET網(wǎng)絡(luò)的窗口，在此新建一個PROFINET網(wǎng)絡(luò)并設(shè)置此PLC PN節(jié)點的IP地址及子網(wǎng)掩碼。
(3)將CP310PN拖曳至PROFINET總線上(若安裝GSD文件)
圖 5.
將CP310PN拖曳至PROFINET總線上(若安裝Drive ES)
圖 6.
(4)雙擊310PN，打開其屬性窗口
分配其設(shè)備名稱及IP地址，此處選擇“Assign IP address via IO controler”。
圖 7.
(5)分配310PN控制的驅(qū)動及IO報文
圖 8.
(6)在"IO Cycle"中設(shè)置數(shù)據(jù)處理及響應(yīng)監(jiān)控的更新時間
圖 9.
3、初始化通訊節(jié)點
在硬件組態(tài)畫面中，點擊 "PLC =>Ethernet => Edit Ethernet nodes"，在打開的畫面中網(wǎng)絡(luò)可被瀏覽，通過此畫面配置310PN的設(shè)備名稱及IP地址。
圖 10.
五、使用STARTER / SCOUT調(diào)試
在 SIMATIC Manager 中鼠標(biāo)右鍵點擊SINAMICS_CU310_PN ，選擇“open object”，可通過 STARTER/SCOUT調(diào)試工具將CU310_PN 項目打開。
圖 10.
可通過使用"Automatic configuration"對驅(qū)動裝置在線進(jìn)行自動配置。配置結(jié)束后通過"Copy RAM to ROM"將參數(shù)存貯至CF卡中。
本例中：
• 驅(qū)動裝置選擇報文“egram 1 ”。
• CU單元選擇報文“egram 390。
圖 11.
CU參數(shù)化:
鼠標(biāo)右鍵點擊"CU_S_126" ，選擇"Expert => Expert list"打開專家參數(shù)列表，可改變下列參數(shù)：
• P728.8 = output: DI/DO 8 可用于數(shù)字量輸出 (如果p922=390，自動設(shè)置
p738=2091.0)。
• P922: PROFIBUS PZD SIEMENS egram 390 (390)。
• p2104 BI: 2. Acknowledge faults SERVO_02 : r2090.7。
六、通過PN總線對電機(jī)起、停及速度控制
S7-300/400PLC通過PROFINET周期性通訊方式將控制字1(CTW1)和主設(shè)定值(NSETP_B)發(fā)送至驅(qū)動器。
(1) 控制字中Bit0做電機(jī)的起、停控制。
(2) 主設(shè)定值為速度設(shè)定值，頻率設(shè)定值和實際值要經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化，使得4000H(十六進(jìn)制)對應(yīng)于，發(fā)送的zui高頻率(zui大值)為7FFFH(200%)?？梢栽?/span>P2000中修改參考頻率(缺省值為50Hz)。
(3) 當(dāng)組態(tài)的報文結(jié)構(gòu) PZD=2或自由報文999時，在S7-300/400 中可用“MOVE”指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送；當(dāng)組態(tài)的報文結(jié)構(gòu) PZD〉2，在S7-300/400中需調(diào)用SFC14和SFC15系統(tǒng)功能塊。
• SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀驅(qū)動裝置的過程數(shù)據(jù)。
• SFC15(“DPWR_DAT”)用于將過程數(shù)據(jù)寫入驅(qū)動裝置。
例子：SERVO_02 ”控制字、主設(shè)定值的發(fā)送及狀態(tài)字、實際頻率的讀取程序
(1) 控制驅(qū)動器運(yùn)行：
通過先發(fā)送控制字(STW1)047E然后發(fā)送047F來啟動驅(qū)動器，該數(shù)據(jù)控制字在DB10.DBW4(見圖13)中，主設(shè)定值在DB10.DBD6中設(shè)定，運(yùn)行信號為M1.0。這些值均通過變量表“Drive_Run”設(shè)定及監(jiān)控。控制程序見圖12。
（2）停止驅(qū)動器：
應(yīng)發(fā)送控制字047E至驅(qū)動器。
（3）讀取驅(qū)動器狀態(tài)字及頻率實際值：
PLC接收狀態(tài)字1(ZSW1)，存放在DB10.DBW0中；接收驅(qū)動器傳來的頻率實際值，存放在DB10.DBW2中。
圖12. 控制程序
圖13. DB10
七、驅(qū)動器參數(shù)的讀取及寫入
1.擴(kuò)展PROFIDRIVE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)
• 用DPV1的功能 READ 和 WRITE可以實現(xiàn)非周期性數(shù)據(jù)交換。傳輸數(shù)
據(jù)塊的內(nèi)容應(yīng)遵照 PROFIdrive參數(shù)通道(DPV1)數(shù)據(jù)集DS47（非周期參
數(shù)通道結(jié)構(gòu)）。
2. 參數(shù)請求及參數(shù)應(yīng)答的結(jié)構(gòu)
參數(shù)請求包括三部分：請求標(biāo)題、參數(shù)地址及參數(shù)值。
表2.參數(shù)請求格式
西門子6ES7407-0RA02-0AA0
表3.參數(shù)應(yīng)答格式
表4.參數(shù)請求及應(yīng)答描述
表5.在DPV1參數(shù)應(yīng)答中的錯誤值描述
3. S7-300/400PLC通過PROFINET非周期性通訊方式讀取驅(qū)動器參數(shù)。
請注意：PLC讀取驅(qū)動器參數(shù)時必須使用兩個功能塊SFB52 / SFB53 (程序參見圖14)
舉例如下：
(1) 使用標(biāo)志位M10.0及功能塊SFB53將讀請求(數(shù)據(jù)集RECORD DB1)(圖15)發(fā)送至驅(qū)動器。
將M10.0設(shè)定為數(shù)值1啟動讀請求，當(dāng)讀請求完成后必須將該請求置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息。
(2) 使用標(biāo)志位M10.2及功能塊SFB52讀取參數(shù)的請求響應(yīng)(響應(yīng)塊DB2)(參見圖16) 。
將M10.2設(shè)定為數(shù)值1讀取參數(shù)請求響應(yīng)，完成后必須將該位置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息。
圖14. 讀取驅(qū)動器參數(shù)程序
圖15. “寫”請求數(shù)據(jù)塊DB1
圖16. 驅(qū)動器返回參數(shù)值數(shù)據(jù)塊DB2
4. S7-300/400PLC通過PROFINET非周期性通訊方式修改驅(qū)動器參數(shù)P1217。
舉例如下：
PLC寫參數(shù)時只需使用SFB53，在本項目的Network 4中發(fā)送寫請求DB101 (參見圖18) 到驅(qū)動器； PLC讀“寫參數(shù)”響應(yīng)時需使用SFB52，在本項目中讀取驅(qū)動器返回的參數(shù)值數(shù)據(jù)塊為DB102 (參見圖19) 。程序參見圖17。
(1) 將M11.0設(shè)定為數(shù)值1啟動寫請求，當(dāng)寫請求完成后必須將該請求置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息。
(2) 將M11.2設(shè)定為數(shù)值1讀請求，完成后必須將該請求置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息。
圖17. 寫入驅(qū)動器參數(shù)程序
圖18. 寫請求DB101
圖19. 驅(qū)動器返回的數(shù)據(jù)塊DB102
八、程序參考實例
如何實現(xiàn)S7-300/400，WinAC和WinCC之間的以太網(wǎng)通訊
WinAC和WinCC可以用同一塊普通以太網(wǎng)卡和S7-300/400進(jìn)行工業(yè)以太網(wǎng)通訊。因為WinAC是基于PC Station的，所以WinCC也需要用PC Station的形式來集成組態(tài)。
1 *條件
1.1 硬件
- S7-300/400 CPU和CP343-1/CP443-1
- 普通以太網(wǎng)卡/CP1613
- CP5611/CP5613
1.2 軟件
- 1.2.1 Step7 V5.3/V5.4
- 1.2.2 WinAC RTX V4.1/2005
- 1.2.3 SIMATIC Net 2003/2005/2006
- 1.2.4 WinCC V6.0/6.2
本實例中采用了Step7 V5.4 SP3.1，WinAC RTX 2005(4.2) SP1 HF3，Simatic Net 2006(V6.4)和WinCC V6.2 SP2。
2 硬件組態(tài)
2.1 在SIMATIC Manager中新建一個項目，分別插入SIMATIC PC Station和SIMATIC 300 Station。如圖1
圖1
2.2 在SIMATIC PC Station中，分別插入WinCC Application，WinLC RTX，CP5613和IE General。如圖2
圖2
- CP5613 作為WinLC RTX的DP接口。
- IE General作為WinCC Application和WinLC RTX的以太網(wǎng)接口。
2.3 在SIMATIC 300 Station中，分別插入PS，CPU和CP343-1。如圖3
圖3
3 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)和編程
3.1 在NetPro中為WinLC RTX建立與SIMATIC 300 Station的連接。如圖4
圖4
- Connection Partner選擇SIMATIC 300 Station的CPU。
- Connection Type選擇S7 connection。
3.2 在Properties-S7 connection中，為Local Connection End Point選擇One-way，即單邊通訊。如圖5
圖5
3.3在NetPro中為WinLC RTX建立與WinCC Application的連接。如圖6
圖6
- Connection Partner選擇SIMATIC PC Station的WinCC Application。
- Connection Type選擇S7 connection。
3.4在Properties-S7 connection中，為Communication Path的Interface選擇PLC internal。如圖7
圖7
3.5 在NetPro中編譯存盤。
4 程序配置
4.1 在SIMATIC 300 Station的CPU和PC Station的WinLC RTX中分別插入兩個DB Block用于數(shù)據(jù)交換。
- 4.2和4.3的步驟是將SIMATIC 300 Station的DB Block中的部分?jǐn)?shù)據(jù)傳送至OS即WinCC中。
4.2 鼠標(biāo)右鍵單擊DB Block，選擇Special Object Properties – Operator Control and Monitoring設(shè)置復(fù)選框。如圖8和圖9
圖8
圖9
- 選擇Operator Control and Monitoring。
4.3 打開DB Block，鼠標(biāo)右鍵單擊要傳送的變量，選擇Object Properties設(shè)置Parameters。如圖10和圖11
圖10
圖11
- 在Attribute中輸入S7_m_c，在Value中輸入true。
4.4 在PC Station的WinLC RTX中插入OB35，在OB35中調(diào)用SFB14（GET）和SFB15（PUT），參數(shù)說明參見在線幫助。如圖12
圖12
5 OS編譯和組態(tài)
5.1 在SIMATIC Manager中選擇Options – ‘Compile Multiple OSs’ Wizard – Start，進(jìn)行OS編譯和傳送。如圖13
圖13
5.2 在Select network connection中為SIMATIC 300 Station的CPU選擇TCP/IP作為WinCC unit。如圖14
圖14
5.3在Select network connection中為PC Station的WinLC RTX選擇Named Connection作為WinCC unit。如圖15
圖15
5.4 執(zhí)行編譯和傳送，默認(rèn)選擇Scope中的Entire OS，再次編譯可以選擇Changes。如圖16
圖16
5.5 在SIMATIC Manager中， 打開SIMATIC PC Station的WinCC Application中的OS。如圖17
圖17
5.6 在WinCC Explorer中，可以看到SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE已經(jīng)自動添加到Tag Managerment中，SIMATIC 300 Station的CPU和SIMATIC PC Station的WinLC RTX中DB Block的部分?jǐn)?shù)據(jù)也已經(jīng)傳送到TCP/IP通道和Named Connections通道中。如圖18和圖19
