1 G120 PROFIBUS通信功能概述
SINAMICS G120第二代控制單元CU240B-2 DP、CU240E-2 DP、CU240E-2 DP F支持基于PROFIBUS的周期過程數(shù)據(jù)交換和變頻器參數(shù)訪問。
> 周期過程數(shù)據(jù)交換--通過該通信PROFIBUS主站可將控制字和主設(shè)定值等過程數(shù)據(jù)周期性的發(fā)送至變頻器，并從變頻器周期性的讀取狀態(tài)字和實(shí)際轉(zhuǎn)速等過程數(shù)據(jù)。G120最多可以接收和發(fā)送8個(gè)過程數(shù)據(jù)。該通信使用周期性通信的PZD通道（過程數(shù)據(jù)區(qū)），變頻器不同的報(bào)文類型定義了不同數(shù)量的過程數(shù)據(jù)（PZD）。
> 變頻器參數(shù)訪問--提供PROFIBUS主站訪問變頻器參數(shù)的接口，有兩種方式能夠訪問變頻器參數(shù)：

1. 周期性通信的PKW通道（參數(shù)數(shù)據(jù)區(qū)）：通過PKW通道主站可以讀寫變頻器參數(shù)，每次只能讀或?qū)懸粋€(gè)參數(shù)，PKW通道的長度固定為4個(gè)字。
2. 非周期性通信：主站采用PROFIBUS-DPV1通信訪問變頻器數(shù)據(jù)記錄區(qū)，每次可以讀或?qū)懚鄠€(gè)參數(shù)。

本文通過示例介紹S7-1200與CU240E-2 DP F的PROFIBUS PZD通信，以組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1為例介紹通過S7-1200如何控制變頻器的起停、調(diào)速以及讀取變頻器狀態(tài)和電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速。

2 S7-1200與CU240X-2 DP的PROFIBUS PZD通信實(shí)例

2.1 硬件列表

表2-1硬件列表

2.2 變頻器設(shè)置

? 設(shè)置地址：兩種方式設(shè)置PROFIBUS地址：

1) 通過DIP開關(guān)設(shè)置PROFIBUS地址，本示例設(shè)置地址為10，如右圖所示；
2) 當(dāng)所有DIP開關(guān)都被設(shè)置為on或off狀態(tài)，通過P918設(shè)置PROFIBUS地址；
注意：DIP開關(guān)設(shè)置PROFIBUS地址優(yōu)先。

圖2-1 DIP開關(guān)設(shè)置地址

? 通信參數(shù)基本設(shè)置：設(shè)置變頻器接口宏P(guān)0015=7；設(shè)置通信報(bào)文為標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文P0922=1（有關(guān)報(bào)文類型信息請(qǐng)參考“3 PROFIBUS報(bào)文結(jié)構(gòu)及控制字和狀態(tài)字”章節(jié)）

2.3 S7-1200硬件組態(tài)

? 創(chuàng)建S7-1200項(xiàng)目：打開TIA PORTAL軟件；1）選擇創(chuàng)建新項(xiàng)目；2）輸入項(xiàng)目名稱；3）點(diǎn)擊“創(chuàng)建”按鈕；4）打開項(xiàng)目視圖。

圖2-2創(chuàng)建S7-1200項(xiàng)目

? 添加S7-1200 CPU1214C：打開項(xiàng)目試圖后；1）點(diǎn)擊“添加新設(shè)備”選項(xiàng)，彈出添加新設(shè)備對(duì)話框；2）設(shè)備樹中選擇相應(yīng)的CPU本示例選擇CPU1214C DC/DC/DC；3）選擇CPU版本號(hào)；4）點(diǎn)擊“確定”按鈕。

圖2-3添加S7-1200 CPU1214C

? 添加PROFIBUS主站模塊CM1243-5：1）將硬件目錄中“通信模塊 -> CM1243-5 -> 6GK7 243-5DX30-0XE0 ”模塊拖拽到CPU左側(cè)第一個(gè)槽位中；2）單擊CM1243-5 PROFIBUS接口圖標(biāo)；3）設(shè)備屬性對(duì)話框下點(diǎn)擊“PROFIBUS地址”項(xiàng)；4）點(diǎn)擊“添加新子網(wǎng)”按鈕，創(chuàng)建PROFIBUS_1網(wǎng)絡(luò)；5）使用默認(rèn)PROFIBUS地址2。

圖2-4添加PROFIBUS主站模塊CM1243-5

? 添加CU240E-2 DP F從站：1）點(diǎn)擊網(wǎng)絡(luò)視圖按鈕進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)視圖頁面；2）將硬件目錄中“其它現(xiàn)場設(shè)備 -> PROFIBUS DP -> 驅(qū)動(dòng)器 -> Siemens AG -> SINAMICS -> SINAMICS G120 CU240x-2 DP（F）V4.4 -> 6SL3 244-0BBxx-1PA1 ”模塊拖拽到網(wǎng)絡(luò)視圖空白處；3）點(diǎn)擊以插入站點(diǎn)藍(lán)色“未分配”提示，選擇主站“PLC_1.CM1243-5 PROFIBUS接口（X1）”，完成與主站網(wǎng)絡(luò)連接。

圖2-5添加CU240E-2 DP F從站

? 分配CU240E-2 DP F從站地址：1）鼠標(biāo)單擊添加的CU240E-2 DP F從站；2）設(shè)備屬性對(duì)話框下點(diǎn)擊“PROFIBUS地址”項(xiàng)；3）選擇“PROFIBUS_1”網(wǎng)絡(luò)；4）設(shè)置PROFIBUS地址為10。

圖2-6分配CU240E-2 DP F從站地址

? 組態(tài)與CU240E-2 DP F通信報(bào)文：鼠標(biāo)雙擊添加的CU240E-2 DP F從站，打開設(shè)備視圖； 1）將硬件目錄中“Standard bbbegram1，PZD-2/2 ”模塊拖拽到“設(shè)備概覽”視圖的第1個(gè)插槽中，系統(tǒng)自動(dòng)分配了輸入輸出地址，本示例中分配的輸入地址IW68、IW70，輸出地址QW64、QW66；2）編譯項(xiàng)目。

圖2-7組態(tài)與CU240E-2 DP F通信報(bào)文

? 下載硬件配置：1）鼠標(biāo)單擊“PLC_1”選項(xiàng)；2）點(diǎn)擊“下載到設(shè)備”按鈕；3）選擇PG/PC接口類型，PG/PC接口，子網(wǎng)的鏈接；4）點(diǎn)擊“下載”按鈕。

圖2-8下載硬件配置

2.4 通過標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1控制電機(jī)起停及速度
S7-1200通過PROFIBUS PZD通信方式將控制字1（STW1）和主設(shè)定值（NSOLL_A）周期性的發(fā)送至變頻器，變頻器將狀態(tài)字1（ZSW1）和實(shí)際轉(zhuǎn)速（NIST_A_GLATT）發(fā)送到S7-1200.

1. 控制字：常用控制字如下，有關(guān)控制字1（STW1）詳細(xì)定義請(qǐng)參考“3 PROFIBUS報(bào)文結(jié)構(gòu)及控制字和狀態(tài)字”章節(jié)。

? 047E(16進(jìn)制) - OFF1停車
? 047F(16進(jìn)制) - 正轉(zhuǎn)啟動(dòng)
? 0C7F(16進(jìn)制) - 反轉(zhuǎn)啟動(dòng)
? 04FE(16進(jìn)制) - 故障復(fù)位

1. 主設(shè)定值：速度設(shè)定值要經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化，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，接收的最大速度為32767（200%）。參數(shù)P2000中設(shè)置100%對(duì)應(yīng)的參考轉(zhuǎn)速。
2. 反饋狀態(tài)字詳細(xì)定義請(qǐng)參考“3 PROFIBUS報(bào)文結(jié)構(gòu)及控制字和狀態(tài)字”章節(jié)。
3. 反饋實(shí)際轉(zhuǎn)速同樣需要經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化，方法同主設(shè)定值。

示例：通過TIA PORTAL軟件“監(jiān)控表”模擬控制變頻器起停、調(diào)速和監(jiān)控變頻器運(yùn)行狀態(tài)。

表2-2 PLC I/O地址與變頻器過程值

1. 啟動(dòng)變頻器
   首次啟動(dòng)變頻器需將控制字1（STW1）16#047E寫入QW64使變頻器運(yùn)行準(zhǔn)備就緒，然后將16#047F寫入QW64啟動(dòng)變頻器。
2. 停止變頻器
   將16#047E寫入QW64停止變頻器；
3. 調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速
   將主設(shè)定值（NSOLL_A）十進(jìn)制16384寫入QW66，設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速為1500rpm。
4. 讀取IW68和IW70分別可以監(jiān)視變頻器狀態(tài)和電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速。

圖2-8監(jiān)控表
 

3 PROFIBUS報(bào)文結(jié)構(gòu)及控制字和狀態(tài)字

3.1 報(bào)文結(jié)構(gòu)

表3-1報(bào)文結(jié)構(gòu)

表3-2 過程值縮寫含義

3.2 控制字

表3-3控制字

3.3 狀態(tài)字

表3-4狀態(tài)字

 4 文檔說明
S7-1200與G120 CU240X-2 DP之間的PROFIBUS通信入門指南包含3個(gè)部分：

>《S7-1200與G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS 通信 第1部分 控制變頻器起停及調(diào)速》：介紹S7-1200通過周期性通信PZD通
     道（過程數(shù)據(jù)區(qū)）控制和檢測變頻器狀態(tài)。
> 《S7-1200與G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS 通信 第2部分 周期通信讀寫變頻器參數(shù)》：介紹S7-1200通過周期性通信
      PKW通道（參數(shù)數(shù)據(jù)區(qū)）讀寫變頻器參數(shù)。
> 《S7-1200與G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS通信 第3部分 非周期通信讀寫變頻器參數(shù)》：介紹S7-1200通過非周期性通信
     讀寫變頻器參數(shù)。

S7-200與V20的USS通訊

1、本例程的系統(tǒng)配置：

（1）安裝Step7 Micro/Win V4.0 SP6軟件和USS協(xié)議V2.3，軟件下載地址：

西門子標(biāo)準(zhǔn)庫指令：

http://www.ad.siemens.com.cn/download/bbbbbbResultbbbbx?bbbbbbText=S0010

Micro/WIN V4.0 SP６軟件下載地址：

http://www.ad.siemens.com.cn/download/bbbbbbResultbbbbx?bbbbbbText=S0002

（2）PC/PPI電纜、S7-200、電源模塊、通信電纜。
（3）V20驅(qū)動(dòng)裝置和一臺(tái)PC機(jī)。

2、在使用MicroWin software 創(chuàng)建項(xiàng)目之前，確認(rèn)USS庫文件已經(jīng)安裝：

3、創(chuàng)建一個(gè)例程：

3.1 設(shè)置通訊接口

本例程使用PC/PPI電纜。

3.2 建立PC和PLC之間的連接

“雙擊刷新”搜索到PLC后，點(diǎn)擊”確認(rèn)”。

3.3 用電纜將S7-200 Port 0端口與V20的RS485接口相連（注意端口連接規(guī)則：V20的
P+對(duì)3、N-對(duì)8），如下圖所示：

3.4 變頻器參數(shù)設(shè)置：

V20 可以通過選擇連接宏Cn010實(shí)現(xiàn)USS控制，也可以通過直接更改變頻器參數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)。參數(shù)設(shè)置如下表所示：

表一：

   
3.5 使用USS協(xié)議的初始化模塊初始化S7-200的PORT0端口：

EN使能：每次改變通訊狀態(tài)都應(yīng)該執(zhí)行一次初始化指令。所以EN信號(hào)應(yīng)該通過邊沿檢測元件脈沖激活。
Mode：用這個(gè)USS輸入值選擇通訊協(xié)議。
1：為端口0指定USS協(xié)議，并啟用該協(xié)議。
0：為端口0指定PPI協(xié)議，并禁止USS協(xié)議。
Baud: 波特率：9600，19200…115200。
Active：激活驅(qū)動(dòng)地址。
Done：當(dāng)USS_INIT 指令執(zhí)行完成后，Done=1。
Error：指令執(zhí)行的結(jié)果，如果有錯(cuò)誤，顯示錯(cuò)誤代碼。

Active：激活驅(qū)動(dòng)地址舉例：

3.6 使用USS——CTRL模塊來控制USS地址為3的變頻器，為了運(yùn)行變頻器需要按照表一設(shè)置參數(shù)：

狀態(tài)表：

功能塊定義：
EN：通常情況總是激活。
RUN：指示驅(qū)動(dòng)為啟用(1)，或禁止(0)。
OFF2：允許V20自由停車。
OFF3：允許V20快速停止。
F _ACK：V20故障復(fù)位。
DIR：V20轉(zhuǎn)動(dòng)方向(0：逆時(shí)針；1：順時(shí)針)。
Drive：V20地址 0-31。
Speed：速度給定值，以全速的百分比給出 (-200.0~~200.0%，負(fù)值時(shí)，V20反向)。
Resp_R：輪詢V20，掃描時(shí)=1，并更新下面值。
Error：錯(cuò)誤字節(jié)，參見表：USS指令執(zhí)行錯(cuò)誤。
Status：V20返回狀態(tài)值。
Speed：V20速度，(-200.0~~200.0%)。
Run_EN：V20運(yùn)行狀態(tài)(1：運(yùn)行；0：停止)。
D_DIR：V20轉(zhuǎn)動(dòng)方向(0：逆時(shí)針；1：順時(shí)針)
Inhibit：V20禁止位狀態(tài)。 (0：啟用；1：禁止)。要清除禁止位，必須將Fault清零，
RUN，OFF2， OFF3輸入也要清零。
Fault：指示故障狀態(tài)。根據(jù)V20故障表確認(rèn)故障。故障排除后，置位F _ACK使Fault
清零。 

表二：Error 信息

3.7 庫存儲(chǔ)區(qū)分配：在編譯程序之前，選擇 “程序塊” ->“ 庫” 右鍵，選擇“庫存儲(chǔ)區(qū)”。在點(diǎn)擊 “建議地址” 選擇V存儲(chǔ)區(qū)的地址后點(diǎn)擊 “OK”退出。

3.8 讀寫U16類型參數(shù)：

3.81舉例：使用USS_RPM_W讀取參數(shù)P0700的值；

狀態(tài)表：

注意：
（1）讀參數(shù)P0700，其數(shù)據(jù)類型為U16無符號(hào)整數(shù)。
（2）只要給V300.0一個(gè)上升沿，就完成一次P0700參數(shù)的讀操作。
（3）讀入的參數(shù)被放在VW332里。
（4）需要注意的是Index為0時(shí)代表讀Pxxx.0參數(shù)組

3.8.2 舉例：使用USS_RPM_W設(shè)置參數(shù)P1000。

狀態(tài)表：

注意：
（1）寫參數(shù)P1000，其數(shù)據(jù)類型為U16無符號(hào)整數(shù)。
（2）只要給V350.0一個(gè)上升沿，就完成一次P1000參數(shù)的寫操作。
（3）EEPR~的邏輯為0時(shí)，寫入的值只保存到RAM中，為1時(shí)，寫入得值保存到EEPROM。
（4）EEPROM中寫數(shù)據(jù)是有次數(shù)限制的，V20最多不超過50000次。

3.9 讀寫U32類型參數(shù)：

3.9.1舉例：使用USS_RPM_D讀取參數(shù)P0771.In000的值；

狀態(tài)表：

注意：
（1）讀參數(shù)P771，其數(shù)據(jù)類型為U32無符號(hào)整數(shù)。
（2）只要給V400.0一個(gè)上升沿，就完成一次P771參數(shù)的讀操作。
（3）讀入的參數(shù)被放在VD432里。16#00150000=21.0。
（4）需要注意的是Index為0時(shí)代表讀Pxxx.0參數(shù)組。

3.9.2 舉例：使用USS_WPM_D設(shè)置參數(shù)P0771.In000

狀態(tài)表：

注意：
（1）寫參數(shù)P771，其數(shù)據(jù)類型為U32無符號(hào)整數(shù)。
（2）只要給V450.0一個(gè)上升沿，就完成一次P771參數(shù)的寫操作。
（3）EEPR~的邏輯為0時(shí)，寫入的值只保存到RAM中，為1時(shí)，寫入得值保存到EEPROM。
（4）EEPROM中寫數(shù)據(jù)是有次數(shù)限制的，V20最多不超過50000次。

3.10讀寫Float類型參數(shù)：

3.10.1舉例：使用USS_RPM_R讀取參數(shù)P0305.In001的值；

狀態(tài)表：

注意：
（1）讀參數(shù)P0305.In001，其數(shù)據(jù)類型為浮點(diǎn)數(shù)。
（2）只要給V550.0一個(gè)上升沿，就完成一次P0305.In001參數(shù)的讀操作。
（3）讀入的參數(shù)被放在VD532里。
（4）需要注意的是Index為1時(shí)代表讀Pxxx.1參數(shù)組。

3.10.2舉例：使用USS_WPM_R設(shè)置參數(shù)P0305.In001=1.5A

狀態(tài)表：

注意：
（1）寫參數(shù)P0305.In001，其數(shù)據(jù)類型為浮點(diǎn)數(shù)。P0305更改條件：P0010=1快速調(diào)試。
（2）只要給V550.0一個(gè)上升沿，就完成一次參數(shù)P0305.In001的寫操作。
（3）EEPR~的邏輯為0時(shí)，寫入的值只保存到RAM中，為1時(shí)，寫入得值保存到EEPROM。
（4）EEPROM中寫數(shù)據(jù)是有次數(shù)限制的，V20最多不超過50000次。

關(guān)鍵詞
V20、USS