S7-300PLC与MM440变频器场总线通信速度设置优化

S7-200 PLC可以与MM440变频器进行USS通信，USS通信其实就是一种自由口通信。但由于S7-200 PLC只能作PROFIBUS-DP从站，不能作PROFIBUS-DP主站，MM440变频器也只能作PROFIBUS-DP从站，不能作PROFIBUS-DP主站，因此S7-200 PLC不能作为主站对MM440变频器进行现场总线通信。但S7-300 PLC可以在PROFIBUS-DP网络中作主站。以下通过一个例子介绍S7-300与MM440变频器的场总线通信速度给定。

【例5-9】有一台设备，由CPU314C-2DP通过PROFIBUS-DP控制MM440变频器，实现电动机的“正-停-反”和无级调速，频率数值在HMI中设定，起动系统后，默认的频率为40Hz。已知电动机的技术参数，功率为0.75kW，额定转速为1400r／min，额定电压为380V，额定电流为2.05A，额定频率为50Hz。请设计此系统，并编写程序。

【解】

1.软硬件配置

①1套STEP 7 V5.5 SP3。

②1台MM440变频器（含PROFIBUS模板）。

③1台CPU 314C-2DP。

④1台电动机。

⑤1根编程电缆（或者CP5611卡）。

⑥1根PROFIBUS屏蔽双绞线。

⑦1台HMI。

硬件配置如图5-30所示，原理图如图5-31所示。

图5-31 接线图

2.MM440变频器的设置

MM440变频器的参数见表5-21。

表5-21 变频器参数表

MM440变频器PROFIBUS站地址的设定在变频器的通信板（CB）上完成，通信板（CB）上有一排拨钮用于设置地址，每个拨钮对应一个“8-4-2-1”码的数据，所有的拨钮处于“ON”位置对应的数据相加的和就是站地址。拨钮示意图如图5-32所示，拨钮1和2处于“ON”位置，所以对应的数据为1和2；而拨钮3、

图5-32 拨钮示意图

4、5和6处于“OFF”位置，所对应的数据为0，站地址为1＋2＋0＋0＋0＋0＋0＝3。

【关键点】图5-32设置的站地址为3，必须和STEP 7软件中硬件组态的地址保持一致，否则不能通信。

3.S7-300的硬件组态

1）新建工程和PROFIBUS网络。将工程命名为“通信速度给定”。新建“PROFIBUS”网络，设置CPU314C-2DP的站地址为“2”，选中如图5-33所示中“1”处的网络，展开“PROFIBUS DP”。

图5-33 新建工程和PROFIBUS网络

2）选中“MICROMASTER 4”。如图5-34所示，先展开“SIMOVERT”，再选中“MI⁃CROMASTER 4”，并双击之，弹出如图5-35所示的界面。

图5-34 选中“MICROMASTER 4”

3）设置MM440的站地址。如图5-35所示，先选中“PROFIBUS（1）”网络，再将“Address”（地址）设置为“3”，最后单击“确定”按钮。

图5-35 设置MM440的站地址

4）选择通信报文的结构。PROFIBUS的通信报文由两部分组成，即PKW（参数识别ID数据区）和PZD区（过程数据）。如图5-36所示，先选中“1”处，再双击“0 PKW，2 PZD（PPO3）”，“0 PKW，2 PZD（PPO3）”通信报文格式的含义是：报文中没有PKW，只有2个字的PZD。

5）MM440的数据地址。如图5-37所示，S7-300（主站）发送到MM440的数据存放在QB256～QB259（共两个字）中，S7-300（主站）接收MM440的数据区在IB256～IB259（共两个字）。最后，编译并保存组态完成的硬件。

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图5-36 选择通信报文的结构

图5-37 MM440的数据地址

【关键点】“发送”和“接收”都是对主站而言的。

4.编写程序

（1）任务报文PZD的介绍

任务报文的PZD区是为控制和检测变频器而设计的。PZD的第一个字是变频器的控制字（STW）。变频器的STW控制字见表5-22。

表5-22 变频器的STW控制字

（续）

PZD的第二个字是变频器的主设定值（HSW），也是主频率设定值。有两种不同的设置方式，当P2009设置为0时，数值以十六进制形式发送，即4000（hex）规格化为由P2000（默认值为50）设定的频率，4000相当于50Hz。当P2009设置为1时，数值以十进制形式发送，即4000（十进制）表示的频率为40.00Hz。

例如，当P2009＝0时，任务报文为PZD＝047F4000，第一个字的二进制为0000，0100，0111，1111。这个字的含义是：斜坡上升；不是自由惯性停机；不是快速停车；脉冲使能；斜坡函数发生器（RFG）使能；RFG开始；设定值使能；不确认故障；不是正向点动；不是反向点动；PLC进行控制；设定值不反向；不用MOP升速和降速。第二个字的含义是：转速为50Hz。

（2）频率的计算方法

以下用一个例子介绍变频器通信时规格化频率的计算方法。

【例5-10】变频器通信时，需要对频率进行规格化，请计算40Hz对应的规格化数值。

【解】

因为50Hz对应的十六进制是4000，而16＃4000对应的十进制是16384，所以40Hz对应的十进制为

而13107对应的十六进制是16＃3333，所以设置时，应设置数值是16＃3333。

（3）应答报文PZD的介绍

应答报文PZD的第一个字是变频器的状态字（ZWS）。变频器的状态字通常由参数r0052定义。变频器的状态字（ZSW）含义见表5-23。

表5-23 变频器的状态字ZSW

应答报文的PZD第二个字是变频器的运行实际参数（HIW）。通常定义为变频器的实际输出频率。其数值也由P2009进行规格化。

（4）编写程序

编写程序如图5-38和图5-39所示。

图5-38 OB100中的程序

图5-39 OB1中的程序

图5-39 OB1中的程序（续）

【关键点】理解任务报文和应答报文的各位的含义十分关键，否则很难编写出正确的程序。