PROFIBUS通信调试技巧

1.设置PROFIBUS接口

（1）接口和诊断LED

在标准配置下，带LED的PROFIBUS接口和地址开关位于控制单元和CU320-2DP上。

接口和诊断LED如图9-9所示。

在CU320-2 DP上，PROFIBUS地址通过两个十六进制编码的旋转开关设置。地址可以是0～127之间的十进制值，或者是00～7F之间的十六进制值。在上方的编码旋转开关（H）设置16¹的十六进制值，在下方的开关（L）设置16⁰的十六进制值。PROFIBUS地址开关见表9-17。

图9-9 接口和诊断LED

表9-17 PROFIBUS地址开关

（2）设置PROFIBUS地址

编码旋转开关的出厂设置为：0dec（00hex）。

有两种方法可以设置PROFIBUS地址：

1）通过参数p0918：为了通过STARTER设置PROFIBUS节点的总线地址，首先将编码旋转开关设置为0dec（00hex）及127dec（7Fhex）；接下来通过参数p0918将地址设置为1～126之间的值。

2）通过控制单元上的PROFIBUS地址开关：通过编码旋转开关手动将地址设置为1～126之间的值。此时只通过p0918读取地址。

说明

用于设置PROFIBUS的旋转编码开关位于保护盖下。

2.PROFIBUS接口运行

（1）设备主数据文件

在设备主数据文件（GSD）中明确并完整地说明了PROFIBUS从站的特性。

GSD文件获取方式如下：

1）网站：http：//support.automation.siemens.com/WW/view/en/49216293。

2）调试工具STARTER的CD光盘：订货号：6SL3072-0AA00-0AGx。

3）CF卡的目录：\\SIEMENS\SINAMICS\DATA\CFG\。

SINAMICS S DXB-GSD文件包含标准报文、自由报文和“从站-从站”通信报文。必须借助该报文部分和一个轴分隔符为每个驱动对象组合出一条驱动设备报文。

“HW-Config”中的GSD文件的处理说明请参见SIMATIC资料。PROFIBUS组件的供应商可能会自行提供总线配置工具。对相关总线配置工具的说明请参见相应文档。

（2）调试VIK-NAMUR的说明

必须首先设置标准报文20，并通过p2042=1激活VIK-NAMUR ID，才可以将SI-NAMICS驱动装置用作VIK-NAMUR驱动装置。

（3）设备数据

每个从站都有一个数据参数，它简要地显示PROFIBUS所有节点的信息，方便诊断。

每个从站的信息位于CU专用的参数“r0964[0...6]设备数据”中。

（4）总线终端电阻和屏蔽

只有总线终端电阻正确设置、PROFIBUS电缆充分屏蔽后，PROFIBUS才能安全可靠地传输数据。

1）总线终端电阻。

请按照以下方式设置PROFIBUS插头中配备的总线终端电阻：

—支路中的第一个节点和最后一个节点：接通终端电阻；

—支路中的其它节点：断开终端电阻。

2）PROFIBUS电缆的屏蔽。电缆屏蔽层必须在插头中大面积、两端接地。

3.S7-300/400通过PROFIBUS DP与S120通信（示例1）

（1）系统构成

示例系统由一台S7-300PLC、一个CU320-2 DP和一个书本型逆变单元和一台三相异步电动机组成，逆变单元由单独的直流电源供电。

PROFIBUS接线图如图9-10所示。

（2）CU320-2配置

1）设置PROFIBUS从站（CU320-2）的地址，请参考第9.2.2节。

图9-10 PROFIBUSDP接线图

2）使用STARTER设置驱动对象的报文。

配置报文如图9-11所示。

图9-11 配置报文

（3）S7-300/400硬件组态

1）安装GSD文件，PROFIBUS GSD文件下载地址请参考第9.2.2节，如图9-12所示。

图9-12 安装GSD文件

2）系统组态；在PLC总线上插入设备对象，如图9-13所示。在S7-300/400的硬件组态中设定的PROFIBUS地址应与驱动装置的PROFIBUS地址一致。

图9-13 插入设备对象

3）报文配置。PLC中配置的报文应与STARTER中配置的报文一致，两个驱动对象报文之间需要输入轴分隔符（Axis separator），如图9-14所示。

4）保存、编译并下载至PLC，如图9-15所示。

（4）周期通信

通过标准报文1控制电动机启停及速度：S7-300/400通过PROFIBUS通信方式将控制字

1（STW1）和主设定值（NSOLL_A）周期性的发送至变频器，变频器将状态字1（ZSW1）和实际转速（NIST_A_GLATT）发送到S7-300/400。

图9-14 配置报文

图9-15 硬件编译和下载

1）常用控制字如下。

有关控制字1（STW1）详细定义请参考附录B：控制字与状态字的说明。

•047E（16进制）-OFF1停车；

•047F（16进制）-正转起动；

•0C7F（16进制）-反转起动；

•04FE（16进制）-故障复位。

2）主设定值。速度设定值要经过标准化，变频器接收十进制有符号整数16384（4000H十六进制）对应于100%的速度，接收的最大速度为32767（200%）。参数P2000中设置100%对应的参考转速。

3）反馈状态字详细定义请参考附录B：控制字与状态字的说明。

4）反馈实际转速同样需要经过标准化，方法同主设定值。

编写通信程序：

使用PLC系统功能块SFC14（“DPRD_DAT”）读取PROFIBUS从站的过程数据，SFC15（“DPWR_DAT”）将过程数据写入PROFIBUS从站。

这两个功能块可以在“\\Libraries\Standard Library\System Function Blocks\”中找到。

读写命令插入SFC14，SFC15如图9-16所示。周期通信读写程序示例如图9-17所示插入DB、块程序。

LADDR设置如图9-18所示。

1）起动变频器。

2）首次起动变频器需将控制字1（STW1）16#047E写入DB11.DBW0使变频器运行准备就绪，然后将16#047F写入DB11.DBW0起动变频器。

3）停止变频器。

图9-16 读写命令插入

图9-17 周期通信读写程序示例

图9-18 LADDR设置

4）将16#047E写入DB11.DBW0停止变频器。

5）调整电动机转速。

6）将主设定值（NSOLL_A）十进制16384写入DB11.DBW2，设定电动机转速为100%的参考转速，如图9-19所示。

7）读取DB10.DBW0和DB10.DBW2分别可以监视变频器状态字和电动机实际转速。监控表如图9-19所示。

图9-19 监控表

（5）非周期通信

编写通信程序：PLC读取驱动器参数时必须使用功能块SFC58（WR_REC）写入读写请求报文，使用SFC59（RD_REC）读取返回报文。示例中使用DB100作为发送报文数据块，DB111作为接收报文数据块。

任务1：

发送报文格式如图9-20所示。

图9-20 TASK1发送报文示例

接收报文格式如图9-21所示。

图9-21 TASK1接收报文示例

SFC58，SFC59中LADDR项设置：PROFIBUS DP寻址可通过逻辑地址或诊断地址进行，如图9-22所示。

读写程序如下：

1）使用功能块“WRREC_DB”（SFB58）将写请求发送至CU。

M10.0为1时起动写请求，当写请求完成后或确认收到反馈报文后必须将该请求置0，结束该请求。

2）使用功能块“RDREC_DB”（SFC59）读取CU的响应，并将CU返回的响应报文保存在数据块DB111中。M11.0为1时起动读请求，当读请求完成后或确认收到反馈报文后必须将该请求置0，结束该请求。

TASK1程序示例如图9-23所示。

DP周期通信参见链接：

http：//www.ad.siemens.com.cn/service/elearning/cn/Course.aspx？CourseID=1127。

DP非周期通信参见链接：

http：//www.ad.siemens.com.cn/service/elearning/cn/Course.aspx？CourseID=1126。

图9-22 PROFIBUSDP诊断地址与LADDR地址

图9-23 TASK1程序示例

4.S7-1200通过PROFIBUS DP与S120通信（示例2）(www.xing528.com)

（1）系统构成

示例系统由一台S7-1200PLC、一块CM1243-5 PROFIBUS DP-MASTER模块、一个CU320-2 DP、一个书本型逆变单元和一台异步电动机组成，逆变单元由单独的直流电源供电。PROFIBUS接线图如图9-24所示。

（2）CU320-2配置

1）设置PROFIBUS从站（CU320-2）的地址。

2）使用STARTER设置驱动对象的报文。

图9-24 PROFIBUSDP接线图

（3）S7-1200硬件组态

1）安装GSD文件如图9-25所示。

2）系统组态。插入驱动单元，所在目录：//其它现场设备/PROFIBUS DP/驱动器/Sie-mens AG/SINAMICS/SINAMICS S120/S150 V4.5（请按照实际的firmware版本选择），如图9-26所示。

3）设置PROFIBUS地址。在S7-1200的硬件组态中设定的PROFIBUS地址应与驱动装置上设置的PROFIBUS地址一致，如图9-27所示。

图9-25 TIAGSD文件安装

图9-26 选择硬件设备

图9-27 DP地址设置

4）网络配置。在“//设备组态/网络视图”中，将插入的CU320-2 DP加入S7-1200的DP网络，如图9-28所示。

图9-28 PROFIBUS网络配置

5）报文配置。PLC中配置的报文应与STARTER中配置的报文一致。打开“//设备组态/设备视图”，插入报文，如图9-29所示。

注意：两个驱动对象报文之间需要插入轴分隔符（Axis separator）。

图9-29 配置通信报文

6）保存、编译并下载至PLC。可使用右键点击菜单进行下载，也可以使用工具栏的快捷方式执行，如图9-30所示。

图9-30 硬件编译和下载

（4）周期通信

以标准报文1为例讲述。

通过标准报文1控制电动机启停及速度：

根据标准报文1中定义的报文的内容，S7-1200通过PROFIBUS通信方式将控制字1（STW1）和主设定值（NSOLL_A）周期性的发送至变频器，变频器将状态字1（ZSW1）和速度反馈（NIST_A）发送到S7-1200。

使用PLC系统功能块SFC14（“DPRD_DAT”）读取PROFIBUS从站的过程数据，SFC15（“DPWR_DAT”）将过程数据写入PROFIBUS从站。

这两个功能块可以在“\\扩展指令\分布式I/O\其它”中找到。

读写命令插入如图9-31所示。

DB块设置

使用DB块作为存储发送和接收数据区时，请取消DB块的“优化的块访问”属性，以便使用绝对地址。DB块属性设置如图9-32所示。

图9-31 读写命令插入

图9-32 DB块属性设置

通信程序示例如图9-33所示。

LADDR设置

LADDR变量类型HW_IO，可在系统变量表中查到各个通信报文的地址，如图9-34所示，然后填入LADDR内即可。

建立监控表，可以监控各个对象的通信情况，同时也可以用来进行通信测试。监控表如图9-35所示。

（5）非周期通信

编写通信程序

S7-1200读取驱动器参数时必须使用功能块SFB53（WRREC）写入读写请求报文，使用SFB52（RDREC）读取返回报文。

这两个功能块可以在“\\扩展指令\分布式I/O”中找到。

示例中使用数据块DB110作为发送报文数据块，数据块DB111作为接收报文数据块。读写命令插入如图9-36所示。

图9-33 周期通信程序编写

图9-34 LADDR地址确认

图9-35 监控表

任务1

发送报文保存在数据块DB110中，任务1发送报文的格式如图9-37所示。

图9-36 读写命令插入

接收报文保存在数据块DB111中，任务1接收报文的格式如图9-38所示。

图9-37 任务1发送报文

图9-38 任务1接收报文

读写程序如下：

1）使用功能块“WRREC_DB”（SFB53）将写请求发送至CU。

M10.0为1时起动写请求，当写请求完成后或确认收到反馈报文后必须将该请求置0，结束该请求。TASK_1读写程序如图9-39所示。“STATUS”显示块状态或错误代码，有关错误的描述参见“系统功能/功能块帮助”。

2）使用功能块“RDREC_DB”（SFC52）将读请求发送至CU，并将CU返回的响应报文保存在数据块DB111中。

M11.0为1时起动读请求，当读请求完成后或确认收到反馈报文后必须将该请求置0，结束该请求。“STATUS”显示块状态或错误代码，有关错误的描述参见“系统功能/功能块帮助”。

相关视频：S120（CU320-2DP）与S7-1200的DP通信

视频地址：http：//www.ad.siemens.com.cn/service/elearning/cn/Course.aspx？CourseID=1067

5.HMI通过PROFIBUS DP与S120通信

SIMATIC HMI可作为PROFIBUS主站（主站等级2），直接访问SINAMICS。

图9-39 TASK_1读写程序

在使用SIMATIC HMI时，SINAMICS相当于一个SIMATIC S7。在访问驱动对象参数时，请依据以下简单对应关系：

1）参数号=数据块号。

2）参数子索引=数据块偏移的位0～9。

3）驱动对象号=数据块偏移的位10～15。

（1）Pro Tool和WinCC flexible

SIMATIC HMI可以通过“Pro Tool”或“WinCC flexible”配置。

在使用这两个工具配置时，请注意以下驱动的专有设置。

控制器：协议始终是“SIMATIC S7-300/400”。

其它参数见表9-18。

表9-18 其它参数

变量：标签“常规”见表9-19。

表9-19 变量：标签“常规”

说明

1）SIMATIC HMI可以和驱动设备一同运行，而不受当前控制器的影响。只需要简单地“点到点”地连接两个节点。

2）HMI的功能“变量”仍可用于驱动设备。其它功能则无法使用，例如：“信息”或“处方”。

3）可以访问到单个参数值。但是不能访问整个数组、说明或文本。

（2）示例

任务说明：使用触摸屏直接与S120进行通信，读出其中的参数p2900和参数p1070[0]的数值并显示在触摸屏上。

预先设置变频器参数：

驱动对象号（DO）为2；

p2900=20.00，格式为浮点数32位；

p1070[0]=r2050[1]，格式为无符号32位。

步骤如下：

1）新建项目，在WinCC flecxible中设置连接；通信连接设为SIMATIC S7-300/400；配置文件选为DP；

PLC设备的地址设置为S120 CU的DP地址；需将触摸屏设为“总线上的唯一主站”，如图9-40所示。

2）在WinCC flecxible中添加变量；

依据参数号定义规则：

p2900的地址为DB2900，DBD（2*1024+0），其中2为驱动对象号；p1070[0]的地址为DB1070，DBD（2*1024+0），其中2为驱动对象号，如图9-41所示。

3）在WinCC flecxible中添加显示栏，并配置。在画面1中插入2个IO域，并配置其分别连接到变量p2900和变量p1070；同时，配置IO域的数据格式，如图9-42所示。

图9-40 在WinCCflecxible中设置连接

图9-41 定义变量

图9-42 p2900显示IO域配置

4）测试通信效果。p1070显示IO域配置如图9-43所示。

参数的数据格式可查阅参数列表。

p1070[0]为BICO连接，其数据内容的含义，请参考图例：创建多参数请求（示例）。

模拟运行时显示参数如图9-44所示。