西门子变频器除了具有与驱动装置基本应用相关的功能之外,还具备强大的通信功能。西门子变频器的通信协议有USS协议、Profibus-DP协议、SIMOLINK协议3种,本文主要介绍Profibus-DP协议。
1.MM440侧的设置
MM440采用Profibus-DP与S7-300连接,需要选择通信面板(CB)来实现该功能。在MM440上安装好DP通信面板后,按照本章上述章节所示方法,利用总线连接器将MM440与S7-300连接在一起。MM440变频器的主电路与相关控制电路接线方法详见MM440变频器手册,这里不再赘述。硬件连接完成后,需要通过变频器面板进行参数设置。MM440参数设置包括快速调试参数和通信参数两类。
进行快速设置时应将P0010设置为1,并设置P0003来改变用户访问级,最后将P3900设置为1,完成必要的电动机参数计算,并使其他所有的参数恢复为工厂设置。快速参数设置见表9-2。
表9-2 快速参数设置表
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常规参数设置完成后,还需要设置相关的通信参数,它们是P0918:Profibus地址,本例将其设为3;P719:命令和频率设定值的选择,本例设为0,即命令和设定值都使用BI-CO;P917:参数修改值,本例设为15,使能DP接口更改参数。
2.S7-300硬件组态
在STEP7中新建一个工程后,插入300站点,进入硬件组态界面,依次添加机架、电源、CPU,双击DP接口,在弹出的DP属性对话框中将300 CPU设为主站,将地址设为2,并选择传输速度、波特率等参数,具体设置方法同前述例子。主站组态设置完成后,在右侧选择“Profibus-DP”→“SIMOVERT”→“MICROMASTER 4”,添加到DP总线上,并在弹出窗口中选择地址为3,选择“MICROMASTER 4”→“4 PKW,2 PZD(PP01)”,添加到从站中。硬件组态界面如图9-43所示。
图9-43 硬件组态界面
组态完成后,由图9-44可以看出,PKW读为PIB256~PIB263,PZD读为PIB264~PIB267,PKW写为PQB256~PQB263,PZD写为PQB264~PQB267。
MM440支持PPO型1和型3,此处选取的是通信的PPO1类型,包含4个字的PKW数据和2个字的PZD数据,数据格式如图9-44所示。
图9-44中的PKW区前两个字PKE和IND的信息是关于主站请求的任务或应答报文,PKW区的第3、第4个字规定报文中要访问的变频器的参数。P2013选择可变长度模式(默认值127),主站只发送PKW区任务所必需的字数,应答报文的长度也只是需要多长就用多长,这里主站只使用4个字PKW。PKW区是PLC通过DP总线用来修改变频器内的参数,具体使用方法详见西门子MM440变频器通信手册,此处限于篇幅不再赘述。
通信报文的PZD区是为控制和监测变频器而设计的,可通过该区写控制信息和控制频率,读状态信息和当前频率。图9-44中的STW为变频器的控制字,其状态说明见表9-3。在上例中,STW对应的地址为PQW264,一般正向起动时赋值0X047E,停止时赋值0X047F。
图9-44 PPO1类型数据格式
表9-3 STW位状态说明(www.xing528.com)
HSW为主设定值,即设定的变频器主频率。如果P2009设置为0,数值是以十六进制数的形式发送,如果P2009设置为1,数值是以绝对十进制数的形式发送。在上述例子中,HSW对应的地址为PQW266。
ZSW为变频器状态字,在上述例子中,ZSW对应的地址为PIW264。其状态说明见表9-4。
表9-4 ZSW位状态说明
(续)
HIW为运行参数实际值,通常把它定义为变频器的实际输出频率,通过P2009(如上所述)进行规格化。在上述例子中,HIW对应的地址为PIW266。
3.程序设计示例
在DP通信模式下,设计一个控制程序,控制变频器的起停及方向,并可以给定频率。
(1)起停控制 STW为变频器的控制字,在上例中,STW对应的地址为PQW264,先向STW赋值0X047E以发送请求应答信号,如果变频器频率状态正常(此时ZSW的值为0XFB31),再向STW赋值0X047F,起动变频器。假设变频器起动按钮为I0.0,则起停控制程序如图9-45所示。
(2)频率给定 HSW为主设定值,即设定的变频器主频率,HSW的值0~32768对应变频器0~100Hz。所以频率给定之前,要先线性转换之后再将转换的值发送给HSW。本例中,HSW对应的地址为PQW264。频率给定程序如图9-46所示。
图9-45 起停控制程序
图9-46 频率给定程序
在图9-46所示程序中,MD100中的值为浮点数,是期望给定的频率值,其范围为0.0~100.0。经过转换之后,MW114中的值为整数,其范围是0~32768,将这个数据赋值给PQW266,即可改变变频器的运行频率。
(3)正、反转控制 在图9-46所示程序中,只需要将MD100中的值设定为负数,变频器就会以相反的方向运行。
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