西门子变频器技术入门及实践-7.pptx

《西门子变频器技术入门及实践-7.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西门子变频器技术入门及实践-7.pptx（34页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、西门子变频器技术入门及实践-7刘长青 编著2020.57 G120变频器的网络通信7.1 通通过 PROFIBUS 或或 PROFINET通信通信7.2 PROFINET通信通信7.3 PROFIBUS通信通信7.4 其他通信方式其他通信方式7.1 通过 PROFIBUS 或 PROFINET通信7.1.1 接收数据和发送数据7.1.2 PROFIdrive 行规7.1.1 接收数据和发送数据循环数据交换报文结构7.1.2 PROFIdrive 行规PROFIdirvie是用于驱动技术的行规。G120变频器可以通过PROFINET、PROFIBUS 等现场总线接口（由G120的控制单元的接口决

2、定）无缝集成到全集成自动化系统中，支持的协议包括PROFIdrive、PROFIsafe和PROFIenergy等。PROFIdrive 协议为典型应用定义了特定的报文，并分配有固定的 PROFIdrive 报文号。（1）用于周期性通信的PROFIdrive的报文结构缩写写说明明缩写写说明明STW控制字MIST_GLATT经过平滑的转矩实际值ZSW状态字PIST_GLATT经过平滑的有功功率实际值NSOLL_A转速设定值M_LIM转矩限值NIST_A转速实际值FAULT_CODE故障号NIST_A_ GLATT经过平滑的转速实际值WARN_CODE警告编号IAIST_GLATT经过平滑的电流实

3、际值MELD_NAMUR故障字，依据VIK-NAMUR定义（2）控制字1STW1位号位号含含义说明明信号互信号互联0ON/OFF1该位为0时，OFF1有效，电机按斜坡函数发生器的减速时间 p1121 制动，达到静态后变频器会关闭电机；该位为1时，ON有效，变频器进入“运行就绪”状态，若此时控制字第3位为1时，变频器接通电机。P0840=r2090.01OFF2 停车该位为0时，电机立即关闭，惯性停车；该位为1时，可以接通电机（ON 指令）P0844=r2090.12OFF3 停车该位为0时，快速停机，即电机按 OFF3 减速时间 p1135制动，直到达到静态；该位为1时，可以接通电机（ON 指

4、令）。P0848=r2090.23脉冲使能该位为0时，立即关闭电机（脉冲封锁）；该位为1时，接通电机（脉冲使能）。P0852=r2090.34使能斜坡函数发生器该位为0时，变频器将斜坡函数发生器的输出设为 0；该位为1时，允许斜坡函数发生器使能。P1140=r2090.45继续斜坡函数发生器该位为0时，斜坡函数发生器的输出保持在当前值；该位为1时，斜坡函数发生器的输出跟踪设定值。P1141=r2090.56使能转速设定值该位为0时，电机按斜坡函数发生器减速时间 p1121 制动；该位为1时，电机按加速时间 p1120 升高到速度设定值。P1142=r2090.67故障应答该位发生上升沿时，应答

5、故障，此时如果仍存在 ON指令，变频器进入“接通禁止”状态。P2103=r2090.78，9预留10通过PLC 控制该位为0时，变频器忽略来自现场总线的过程数据；该位为1时，由现场总线控制，变频器会采用来自现场总线的过程数据。P854=r2090.1011反向该位为0时，取反变频器内的设定值。P1113=r2090.1112未使用13电动电位计升除了报文20，该位为1时，高保存在电动电位器中的设定值。对于报文20，当从其他报文切换到报文 20 时，前一个报文的定义保持不变。P1035=r2090.1314电动电位计降除了报文20，该位为1时，降低保存在电动电位器中的设定值。对于报文20，当从其

6、他报文切换到报文 20 时，前一个报文的定义保持不变。P1036=r2090.1415CDS 位0对于报文20，在不同的操作接口设置（指令数据组）之间切换；对于其他报文该位预留。P0810=r2090.15（3）状态字1ZSW1位号位号含含义信号互信号互联报文20其它报文0该位为1时，接通就绪P20800=r0899.01该位为1时，运行就绪P20801=r0899.12该位为1时，运行使能P20802=r0899.23该位为1时，变频器故障P20803=r2139.34该位为0时，OFF2（惯性停车功能）激活P20804=r0899.45该位为0时，OFF3（快速停止）激活P20805=r0

7、899.56该位为1时，禁止合闸，只有在给出 OFF1 指令并重新给出 ON指令后，才能接通电机。P20806=r0899.67该位为1时，变频器出现报警，电机保持接通状态，无需应答。P20807=r2139.78该位为1时，转速差在公差范围内P20808=r2197.79该位为1时，请求自动化系统控制变频器。P20809=r0899.910该位为1时，达到或超出比较转速（P2141）P208010=r2199.111该位为1时，达到电流限值或转矩限值该位为1时，达到转矩限值P208011=r1407.712-该位为1时，抱闸打开P208012=r0899.1213该位为0时，“电机过热”报警

8、P208013=r2135.1414该位为1时，电机正转，变频器内部实际值0；该位为0时，电机反转，变频器内部实际值0。P208014=r2197.315该位为1时，显示CDS（Command Data Set，指令数据组）该位为0时，“变频器过热”报警P208015=r0836.0/P208015=r2135.157.2 PROFINET通信7.2.1PROFINET简介7.2.2 G120变频器的 PROFINET通信7.2.3 S7-1200 CPU与G120的PROFINET通信举例7.2.1PROFINET简介PROFINET是由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS Inter

9、nationalPI）推出的新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线技术（例如PROFIBUS）。根据响应时间的不同，PROFINET支持TCP/IP标准通信、实时（Real Time，RT）通信和等时同步实时（Isochronous Real-Time）通信三种通信方式。网络中的每个PROFINET设备均通过其PROFINET接口进行唯一标识。为此，每个PROFINET接口具有一个 MAC 地址（出厂默认值）和一个 IP 地址，还具有一个PROFINET 设备名称。PROFINET的传输介质及技术规范物理属性物理属性连接方法接方法电缆类型型/传输介介质

10、标准准传输速率及通信模式速率及通信模式两个两个设备间最最大分段大分段长度度优势电气气RJ45 连接器ISO 60603-7100Base-TX2x2 双绞对称屏蔽铜质电缆，满足CAT 5 传输要求IEEE 802.3100 Mbps，全双工100 m简单经济光学光学SCRJ 45ISO/IEC61754-24100Base-FXPOF 光纤电缆（塑料光纤，POF）980/1000 m（纤芯直径/外径）ISO/IEC 60793-2100 Mbps，全双工50m电位存在较大差异时使用对电磁辐射不敏感线路衰减低可将网段的长度显著延长覆膜玻璃光纤（聚合体覆膜光纤，PCF）200/230m（纤芯直径/

11、外径）ISO/IEC 60793-2100 Mbps，全双工100mBFOC（Bayonet 光纤连接器）及SC（用户连接器）ISO/IEC60874单模玻璃纤维光纤电缆10/125 m（纤芯直径/外径）ISO/IEC 60793-2100 Mbps，全双工26 km多模玻璃纤维光纤电缆50/125 m 及62.5/125 m（纤芯直径/外径）ISO/IEC 9314-4100 Mbps，全双工3000 m电磁波磁波-IEEE 802.11 x取决于所用的扩展符号（a、g、h等）100 m灵活性更高，联网到远程、难以访问的设备时成本较低7.2.2 G120变频器的 PROFINET通信G120

12、变频器连接至PROFINET网络将G120变频器连接至PROFINET网络并与控制器实现PROFINET通信的步骤：（1）连接G120变频器和控制器至PROFINET 总线系统（2）对G120变频器和控制器进行PROFINET通信配置 主要通信参数：设备名称和IP 地址参数，端口互连和拓扑，模块属性/参数。（3）配置G120变频器的PROFIdrive报文（4）激活控制器的诊断功能7.2.3 S7-1200 CPU与G120的PROFINET通信举例设备型号型号订货号号S7-1200PLCCPU1214C AC/DC/RLY6ES7 214-1BG40-0XB0G120控制控制单元元CU240

13、E-2PN6SL3244-0BB12-1FA0G120功率模功率模块PM2406SL3210-1PB13-0UL0软件名称件名称版本版本TIA Portal STEP7V13或V15STARTERV5.1软件配置硬件配置（1）将S7-1200 的CPU和G120变频器组态到同一个PROFINET网络中（2）对G120变频器和S7-1200PLC进行PROFINET通信配置设置S7-1200的设备名称和IP地址设置G120的设备名称和IP地址（3）组态G120变频器的PROFIdrive报文组态PROFINET PZD通信报文及通信I/O地址（4）下载硬件组态至PLC（5）为实际G120变频器分

14、配设备名称和IP地址对G120变频器设置p922=1（出厂设置的默认值为1），即选择“标准报文1，PZD2/2”。可以使用操作面板，也可以使用变频器组态软件。使用STARTER软件设置G120的命令源和报文类型（6）为实际G120变频器设置报文参数（7）测试：控制电机启停及调速数据方向数据方向PLC的的 I/O 地址地址变频变频器器过过程数据程数据数据数据类类型型PLC-变频变频器器QW100PZD1-控制字 1（STW1）16 进制(16Bit)QW102PZD2-主设定值（NSOLL_A）有符号整数(16Bit)变频变频器器-PLCIW100PZD1-状态字 1（ZSW1）16 进制(16

15、Bit)IW102PZD2-实际转速（NIST_A）有符号整数(16Bit)S7-1200PLC的I/O地址和G120变频器过程数据对应关系 TIA Portal监控表标准化：16384（16#4000）对应于100%的速度，32767对应于200%的速度。参数p2000中设置100%对应的参考转速。7.3 PROFIBUS7.3.1 PROFIBUS简介7.3.2 G120变频器的 PROFIBUS-DP通信7.3.3 S7-1500PLC与G120变频器的PROFIBUS通信举例7.3.1 PROFIBUS简介PROFIBUS提供了三种标准和开放的通信协议：PROFIBUS-DP（Dist

16、ributed Peripheral，分布式外设）使用了ISO/OSI通信标准模型的第一层和第二层，特别适用于PLC与现场分布式I/O设备之间的实时、循环数据通信。PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification，现场总线报文规范）使用了ISO/OSI网络模型的第二层、第四层和第七层，用于车间级（PLC和PC）的数据通信，可以实现不同供应商的自动化系统之间的数据传输。PROFIBUS-PA（Process Automaization，过程自动化）使用扩展的PROFIBUS-DP协议进行数据传输，电源和通信数据通过总线并行传输，主要用于面向过程自动化系统中本

17、质安全要求的防爆场合。7.3.2 G120变频器的 PROFIBUS-DP通信G120 控制单元支持基于PROFIBUS 的周期过程数据交换和变频器参数访问。（1）周期过程数据交换周期过程数据交换PROFIBUS 主站可将控制字和主设定值等过程数据周期性的发送至变频器，并从变频器周期性地读取状态字和实际转速等过程数据。该通信方式使用周期性通信的PZD 通道（过程数据区）。（2）变频器参数访问变频器参数访问该访问方式为PROFIBUS 主站提供访问变频器参数的接口。PROFIBUS 主站可以通过周期性通信的PKW 通道（参数数据区）或者通过非周期性通信，访问变频器参数。将G120变频器连接至PR

18、OFIBUS网络并与控制器实现PROFIBUS通信的步骤：（1）将G120变频器和控制器连接至同一PROFIBUS网络中。（2）对G120变频器和控制器进行PROFIBUS通信配置（3）设置G120变频器的PROFIBUS-DP地址（4）配置G120变频器的PROFIdrive报文7.3.3 S7-1500PLC与G120的PROFIBUS通信举例设备订货号号版本版本CPU-1516-3PN/DP 6ES7 516-3AN00-0AB0V1.5CU250S-2DP 6SL3246-0BA22-1PA0V4.6PM240 6SL3224-0BE15-5UA0软件名称件名称版本版本TIA Port

19、alV13StartDrive V13软件配置硬件配置（1）设置实际G120变频器的PROFIBUS DP地址和报文参数变频器PROFIBUS DP地址设置G120变频器的PROFIBUS通信地址可以通过变频器上的DP地址开关设置，也可以通过操作面板或组态软件对参数p918进行设置。本例设置G120变频器的PROFIBUS DP地址为10。报文参数设置通过操作面板或组态软件进行设置，本例设置通信报文为标准报文1，即设置参数p922=1。（2）将G120变频器和S7-1500PLC组态至同一PROFIBUS网络中组态从站组态主站（3）设置G120变频器和S7-1500PLC的PROFIBUS通信

20、参数（4）编译、保存项目并下载硬件组态至PLC（5）测试：控制电机起停及调速数据方向数据方向PLC 的的I/O地址地址变频器器过程数据程数据数据数据类型型PLC-变频器器QW0PZD1-控制字1（STW1）16 进制(16位)QW2PZD2-主设定值（NSOLL_A）有符号整数(16位)变频器器-PLCIW0PZD1-状态字1（ZSW1）16 进制(16位)IW2PZD2-实际转速（NIST_A）有符号整数(16位)S7-1500的I/O地址和变频器过程数据对应关系 TIA Portal监控表标准化：16384（16#4000）对应于100%的速度，32767对应于200%的速度。参数p200

21、0中设置100%对应的参考转速。7.4 其他通信方式（1）Modbus RTUModbus RTU 用于一个主站与最多 247 个从站之间的循环过程数据传输和非循环参数数据传输。变频器永远充当从站并应主站要求发送数据。从站和从站之间是不相互通讯的。（2）USSUSS 用于一个主站与最多 31 个从站之间的循环过程数据传输和非循环参数数据传输。变频器永远充当从站并应主站要求发送数据。从站和从站之间是不相互通讯的。（3）EtherNet/IPEtherNet/IP 是一个基于以太网的现场总线。EtherNet/IP 用于循环过程数据传输和非循环参数数据传输。具体详细信息请参考“现场总线”功能手册。本章小结本章对G120变频器的网络通信进行介绍，包括PROFIBUS和PROFINET网络通信方式，以及PROFIdrive报文结构，并通过实例重点介绍实现G120变频器与PLC控制器之间的PROFINET通信的具体步骤，G120变频器与PLC控制器之间的PROFIBUS通信的具体步骤。另外，还简单介绍了G120变频器所支持的其他网络通信方式。通过本章节的学习，使初学者熟悉G120变频器的网络通信，并掌握G120变频器的PROFINET通信和PROFIBUS通信的实现方法。