西門子S7-300 PROFIBUS通訊電纜        西門子S7-300 PROFIBUS通訊電纜

SIMATIC S7-300符合的國家標準和國際標準有： DIN UL 認證 CSA 認證 FM class 1 div. 2；組別：A、B、C 和 D （溫度組別：T4（≤135°C）） ATEX 認證 澳大利亞標志 以下船級社資格認證 美國船級社 法國船級社 挪威船級社 德國船級社 英國勞氏船級社 日本船級社（NK） 抗震 通訊 SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信類型： 過程通訊： 對于通過總線（AS-接口、PROFIBUS DP...MPI、PROFIBUS或PROFINET實現(xiàn)。 全局數(shù)據(jù) 借助“全局數(shù)據(jù)通信”服務，聯(lián)網(wǎng)CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數(shù)據(jù)（zui多可達8 GD 數(shù)據(jù)包，每周期22個字節(jié)）。據(jù)此，可以實現(xiàn)，例如，某個CPU訪問另一個CPU的數(shù)據(jù)、位存儲單元和過程圖像等信息。只能通過 MPI 進行全局數(shù)據(jù)交換。組態(tài)通過STEP 7的GD表完成。 通訊功能 使用系統(tǒng)已經(jīng)集成的塊，可以建立S7/C7伙伴之間的通信服務。 這些服務是： 通過 MPI 進行 S7 基本通訊。 通過 MPI、C 總線

SIEMENS    上海詩幕自動化設備有限公司           

 

我公司經(jīng)營西門子 PLC；S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 觸摸屏，變頻器，6FC，6SNS120 V10 V60 V80伺服數(shù)控備件：原裝進口電機（1LA7、1LG4、1LA9、1LE1），國產(chǎn)電機（1LG0，1LE0）大型電機（1LA8，1LA4，1PQ8）伺服電機（1PH，1PM，1FT，1FK，1FS）西門子保內(nèi)全

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上海詩幕公司在經(jīng)營活動中精益求精，具備如下業(yè)務優(yōu)勢：
SIEMENS 可編程控制器
  1、 SIMATIC S7 系列PLC：S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400、ET-200
  2、 邏輯控制模塊 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
  3、 SITOP直流電源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A可并聯(lián).

4、HMI  觸摸屏TD200 TD400C K-TP OP177 TP177,MP277 MP377,
  SIEMENS 交、直流傳動裝置
  1、 交流變頻器 MICROMASTER系列：MM420、MM430、MM440、G110、G120.         MIDASTER系列：MDV
  2、全數(shù)字直流調(diào)速裝置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6SE70系列

SIEMENS 數(shù)控 伺服

SINUMERIK:801、802S 、802D、802D SL、810D、840D、611U、S120系統(tǒng)及伺報電機，力矩電機，直線電機，伺服驅(qū)動等備件銷售。

所有 PROFIBUS 總線電纜的特點：
因為雙屏蔽作用，這些電纜特別適合用于易受電磁干擾的工業(yè)環(huán)境中。
通過總線電纜外皮和總線端子上的接地端子，能實現(xiàn)系統(tǒng)范圍內(nèi)的接地方案。
印有以米表示的標記。
●與6XV1830-0EH10 DP通訊電纜 配套使用的DP頭如下：
6ES7972-0BA41-0XA0
6ES7972-0BB41-0XA0
6ES7972-0BA12-0XA0
6ES7972-0BB12-0XA0
6ES7972-0BA50-0XA0
6ES7972-0BB50-0XA0
6ES7972-0BA51-0XA0
6ES7972-0BB51-0XA0
配套使用的中繼器型號為6ES7972-0AA01-0XA0，解決信號衰減問題

電氣數(shù)據(jù)
單位長度阻尼量
9.6 kHz 時 / 值	0.0025 dB/m
38.4 kHz 時 / 值	0.0040 dB/m
4 MHz 時 / 值	0.022 dB/m
16 MHz 時 / 值	0.042 dB/m
波阻
額定值	150 Ω
9.6 kHz 時	270 Ω
38.4 kHz 時	185 Ω
3 MHz ... 20 MHz 時	150 Ω
相對對稱公差
9.6 kHz 時的波阻	10 %
38.4 kHz 時的波阻	10 %
3 MHz ... 20 MHz 時的波阻	10 %
單位長度的回路電阻 / 值	110 Ω/km
單位長度的屏蔽電阻 / 值	9.5 Ω/km
每一長度的容量 / 在1 kHz時	28.5 pF/m
工作電壓
有效值	100 V
機械數(shù)據(jù)
電線數(shù)量	2
屏蔽層規(guī)格	重疊的鋁膠合箔，包裹鍍錫銅線制成的屏蔽編織層
FastConnect	是
外徑
內(nèi)導體	0.65 mm
芯線絕緣	2.55 mm
電纜內(nèi)部護套	5.4 mm
電纜護套	8 mm
外徑的對稱公差 / 電纜護套	0.4 mm
材料
芯線絕緣	PE
電纜內(nèi)部護套	PVC
電纜外皮的	PVC
顏色
數(shù)據(jù)線的芯線絕緣	紅色 / 綠色
電纜護套	紫色
彎曲半徑
性彎曲時 / 許可值	37.5 mm
多次彎曲時 / 許可值	75 mm
拉力負荷 / 值	100 N
單位長度重量	80 kg/km
許可的環(huán)境條件
安裝時
運行期間	-40…+75 °C
在儲存期間	-40…+75 °C
在運輸期間	-40…+75 °C
值	-40…+75 °C

DP/DP耦合器連接圖：

從上圖我們可以看出，PLC1和PLC2都有自己的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡，且在自己的網(wǎng)絡中都是主站，它們通過DP/DP耦合器進行數(shù)據(jù)的交換.

注意：因為PROFIBUS-DP（1）和PROFIBUS-DP（2）是兩個完全不同的網(wǎng)絡，所以它們之間的通訊速率可以不同，都可以有自己的DP從站，站點地址可以重復

下面開始進行PROFIBUS-DP主站通訊的組態(tài)：

第一步：建立PLC主站一，組態(tài)數(shù)據(jù)交換區(qū)域

組態(tài)主站一的硬件，建立PROFIBUS-DP網(wǎng)絡

主站一的硬件組態(tài)和數(shù)據(jù)交換組態(tài)完成，這里我們需要記下數(shù)據(jù)交換的地址如圖：

第二步：建立PLC主站二，組態(tài)數(shù)據(jù)交換區(qū)域

主站一和主站二的的硬件組態(tài)和數(shù)據(jù)交換組態(tài)完成，根據(jù)第一步中記下主站一的數(shù)據(jù)交換信息，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)交換對應關系如圖：

在主站一和主站二中可以直接使用組態(tài)的數(shù)據(jù)交換地址進行編程，不需要進行地址的映射

DP/DP耦合器DP接口和地址撥碼的相關說明，如圖：

Profibus是目前工控系統(tǒng)中最成功的現(xiàn)場總線之一，得到了廣泛的應用。它不依賴于生產(chǎn)廠家的限制，是開放式的現(xiàn)場總線，各種各樣的自動化設備均可通過同樣的接口協(xié)議進行信息交換。本文講述了西門子PLC（S7-300）與ABB變頻器（ABB-ACS800系列）之間的網(wǎng)絡通訊，給出了具體實現(xiàn)的通訊協(xié)議、實現(xiàn)時要解決的關鍵技術問題和解決思路，以及部分實現(xiàn)代碼示例。

1 引言

Profibus-DP（Distributed I/O System-分布式I/O系統(tǒng)）是一種經(jīng)過優(yōu)化的模塊，有較高的數(shù)據(jù)傳輸率，適用于系統(tǒng)和外部設備之間的通信，遠程I/O系統(tǒng)尤為合適。適用于對時間要求苛刻的自動化控制系統(tǒng)中。Profibus-DP現(xiàn)場總線系統(tǒng)可使許多現(xiàn)場設備（如PLC、智能變送器、變頻器）在同一總線進行雙向多信息數(shù)字通訊，因此可方便地使用不同廠家生產(chǎn)的控制測量系統(tǒng)相互連接成通訊網(wǎng)絡。通過Profibus-DP過程現(xiàn)場總線通訊技術的這一特點，本文分別采用西門子的S7-300 PLC和ABB公司的ACS800變頻器實現(xiàn)網(wǎng)絡通訊，完成通過網(wǎng)絡控制傳動設備。

2 系統(tǒng)配置

1）該系統(tǒng)以西門子公司的SIMATIC S7-315-2DP作為主站，ABB公司的變頻器ABB-ACS800為從站，實現(xiàn)全數(shù)字交流調(diào)速系統(tǒng)在Profibus-DP網(wǎng)中的通訊及控制。附圖為該系統(tǒng)的Profibus-DP網(wǎng)的網(wǎng)絡配置圖。

2）編程軟件為STEP7 V5.4軟件，用于對S7-300 PLC編程和對Profibus-DP網(wǎng)進行組態(tài)和通訊配置,計算機與PLC通訊采用Profibus-DP通訊方式。

3）RPBA-01為與變頻器配套的通訊適配器,插在ABB變頻器的插槽1內(nèi)，其外觀如圖所示，其中S1為總線終端器選擇開關,總線終端器可以防止總線電纜端的信號反射，如果模塊是網(wǎng)絡中的最后一個模塊或是第一個模塊，總線終端器必須設置為ON ，當使用PROFIBUS 帶內(nèi)置終端器的D-sub 連接器時，必須斷開 RPBA-01終端器；S2為DP地址十位,S3為DP地址個位，如地址為26，則S2撥到2，S3撥到6，在操作時，可以改變節(jié)點的地址，但是模塊必須重新初始化才能使改變生效。

3 通訊協(xié)議的設計

1）PROFIBUS 是一種開放式串行通訊標準，該標準可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)在各類自動化元件之間互相交換。 PROFIBUS 主要有三種類型：PROFIBUS-FMS （Fieldbus Message Specification，現(xiàn)場總線信息規(guī)范）, PROFIBUS-DP （DecentralisedPeriphery，分布式外設） 和PROFIBUS-PA （Process Automation, 過程自動化）。RPBA-01 PROFIBUS-DP 適配器模只支持PROFIBUS-DP 協(xié)議；。Profibus-DP通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)電報結(jié)構(gòu)分為協(xié)議頭、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)和協(xié)議層。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)即PPO包括參數(shù)值PKW及過程數(shù)據(jù)PZD。參數(shù)值PKW是變頻器運行時要定義的一些功能碼如正反轉(zhuǎn)命令源，給定值的命令源等;過程數(shù)據(jù)PZD是變頻器運行過程中要輸入/輸出的一些數(shù)據(jù)值，如頻率給定值、速度反饋值、電流反饋值等。Profibus-DP共有5種類型的網(wǎng)絡PPO，其格式如下圖所示，其中：ID-參數(shù)識別 IND-數(shù)組索引號 VALUE-參數(shù)值 CW-控制字 SW-狀態(tài)字 REF-給定值 ACT-實際值 PZD-過程數(shù)據(jù) DW-數(shù)據(jù)字。

2）總線的物理傳輸媒介是雙絞型電纜（符合RS-485 標準）。總線電纜的最大長度在100～1200 米范圍內(nèi)，具體長度取決于所選的傳輸速率。最多可以有31 個節(jié)點連接到同一個PROFIBUS 網(wǎng)絡段上，并且不需要使用中繼器。如果使用中繼器，連接到網(wǎng)絡上的節(jié)點數(shù)（ 包括中繼器和主機站） 可以增加到127個。

3）通訊協(xié)議設計為主/從方式，S7-300 PLC作為主站，變頻器作為從站，主站向變頻器傳送控制指令，同時接受變頻器反饋的運行狀態(tài)及運行參數(shù)。變頻器與RPBA-01通訊適配器模塊相連，接入Profibus-DP網(wǎng)中作為從站，接受從主站SIMATIC S7-315-2DP來的控制。RPBA-01通訊適配器模塊將從Profibus-DP網(wǎng)中接收到的過程數(shù)據(jù)存入雙向RAM中，變頻器將RAM中的數(shù)據(jù)寫入控制字、設定值或讀出實際值、診斷信息等參量，從而使變頻器能夠按照計算機指令運行。

4 STEP7項目系統(tǒng)組態(tài)及通訊編程

1） 使用STEP7V5.4組態(tài)軟件，進入Hardware Configure，將RPBA-01的GSD（設備數(shù)據(jù)庫）文件導入STEP7的編程環(huán)境中，點擊options——install GSD file 將ABB變頻器的GSD文件導入STEP7中，如圖1所示，導入成功后如圖2所示，GSD文件可從http://www.profibus.com/或從ABB網(wǎng)站下載，文件名為ABB_0812.GSD。

2） 選定S7-315-2DP為主站系統(tǒng)，默認地址為2，將ABB的RPBA-01組態(tài)到S7-315-2DP為主站的DP網(wǎng)上，并選定使用的PPO類型，本文使用PPO4，設定站點網(wǎng)絡地址為4，如下圖所示,然后編譯存盤。

3）PLC主機從從站讀取輸入信息并把輸出信息反送給從站，因此在PLC主程序OB1中調(diào)用兩個系統(tǒng)功能塊SFC14和SFC15來讀寫這些數(shù)據(jù)，實現(xiàn)到變頻器的通信控制，并在PLC程序中建立一個數(shù)據(jù)塊DB10，用于變頻器的數(shù)據(jù)通信，如圖所示,到此程序設計部分全部完成，可以通過控制字來實現(xiàn)傳動設備的控制。

5 變頻器運行設置

通訊電纜聯(lián)接后，啟動變頻器，完成對變頻器通訊參數(shù)的設置，如下圖所示。

6 結(jié)束語

這樣，ABB變頻器與S7-300PLC的連接已經(jīng)基本建立，可以通過編寫程序通過PLC來控制變頻器的啟、停、速度給定等各項功能，來滿足工藝要求。同時也可以讀取變頻器數(shù)據(jù)通過上位機進行顯示，達到在線監(jiān)視和診斷的目的，變頻器控制系統(tǒng)采用了Profibus-DP現(xiàn)場總線控制模式后，不但整個系統(tǒng)可靠性強，操作簡便，而且可根據(jù)工藝需要進行靈活的功能修改。