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西门子变频器0.556SL3211-0KB15-5UB1
SIEMENS西门子上海朔川电气设备有限公司
:肖媛()
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公司地址:上海市金山区泾波路129号
6SL3211-0KB15-5UB1 SINAMICS G110 - CPM110 交流变频器, 不带滤波器,1AC,200-240V,+10/-10%,47-63Hz, RS485 接口(USS 协议),CT: 0.55KW; VT: 0.55KW,CT 过载: 150%, 60s, 150x90x101 (H x W x D), 防护等级 IP20; 带有平板式散热器; 环境温度 -10 至 +50 ℃ |
SINAMICS G110 - CPM110 交流变频器, 不带滤波器,1AC,200-240V,+10/-10%,47-63Hz, RS485 接口(USS 协议),CT: 0.55KW; VT: 0.55KW,CT 过载: 150%, 60s, 150x90x101 (H x W x D), 防护等级 IP20; 带有平板式散热器; 环境温度 -10 至 +50 ℃
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PID控制的难点在于整定控制器的参数。为了学习整定PID控制器参数的方法,必须做闭环实验,开环运行PID程序没有任何意义。用硬件组成一个闭环需要PLC的CPU模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块,此外还需要被控对象、检测元件、变送器和执行机构。例如可以用电热水壶作为被控对象,用热电阻检测温度,用温度变送器将温度转换为标准电压,用移相控制的交流固态调压器作执行机构。
有没有比较简单的实现PID闭环控制的方法呢?
在控制理论中,用传递函数来描述被控对象、检测元件、执行机构和PID控制器。
被控对象一般是串联的惯性环节和积分环节的组合。在实验室可以用以运算放大器为核心的模拟电路来模拟广义的被控对象(包括检测元件和执行机构)的传递函数。我曾将这种运放电路用于S7-200和S7-1200的PID参数自动调节实验。
用运算放大器模拟被控对象一般需要做印刷电路板,还是比较麻烦。有没有更简单的方法呢?
除了用运算放大器来模拟被控对象的传递函数,也可以用PLC的程序来模拟。为此我编写了用来模拟被控对象的S7-200的子程序,它也可以用于S7-200 SMART。使用模拟的被控对象的PID闭环示意图如下图所示,虚线右边是被控对象,DISV是系统的扰动输入值。虚线左边是PLC的PID控制程序。
被控对象的数学模型为3个串联的惯性环节,其增益为GAIN,3个惯性环节的时间常数分别为TIM1~TIM3。其传递函数为
分母中的“s”为自动控制理论中拉普拉斯变换的拉普拉斯算子。将某一时间常数设为0,可以减少惯性环节的个数。图中被控对象的输入值INV是PID控制器的输出值。被控对象的输出值OUTV作为PID控制器的过程变量(反馈值)PV。
下图是模拟被控对象的子程序,实际上只用了两个惯性环节,其时间常数分别为5000ms和2000ms。用与PID的采样周期相同的定时中断时间间隔来调用这个子程序。
下图是用来监视PID回路运行情况的STEP 7-Micro/WIN的PID调节控制面板,可以用它进行PID参数自整定或手动调节PID参数的实验。标有PV(即被控量)的是过程变量的阶跃响应曲线。
将上图中的积分时间由0.03min(分钟)增大到0.12min,下图的超调量有明显的减小。通过修改PID的参数,观察被控量阶跃响应曲线给出的超调量和调节时间等特征量的变化情况,可以形象直观、快速地学习和掌握PID参数的整定方法。
SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模块化小型PLC系统,能满足中等性能要求的应用。各种单独西门子PLC之S7家族的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较,S7-300 PLC采用模块化结构,具备高速(0.6~0.1μs)的指令运算速度;用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算;一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值;方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内,人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面(HMI)从S7-300中取得数据,S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送;CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件(例如:超时,模块更换,等等);多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密,防止未经允许的复制和修改;S7-300 PLC设有操作方式选择开关,操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出,当钥匙拔出时,就不能改变操作方式,这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能,S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能,这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口,并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统;串行通信处理器用来连接点到点的通信系统;多点接口(MPI)集成在CPU中,用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。
siemens WinAC在自动化系统中的应用举例
WinAC是SIEMENS推出的基于PC的工业自动化控制系统兼具PC强大的计算功能数
据处理能力和PLC逻辑测控与运行可靠性特点本文介绍了WinAC在千层酥自动化生产线中的
成功应用及其*的特点
关键词:千层酥 烘炉 基于PC自动化 分布式控制系统 过程控制系统
一、概述
千层酥生产线总长度约200米主要由如下单元组成
1、叠层起酥机
叠酥机是生产饼干的*道重要工序可根据厂房的不同来选择立式或卧式其包括七道轧辊三次轧制配备撒酥机要求自动化控制系统满足如下要求:
传动控制采用矢量型变频器调速线速度同步工作稳定性高。
轧辊间隙采用数字化闭环调整系统控制操作简单方便快捷高效。
人机界面操控能与其它成型主机的相关部分实现联动控制操作简单方便。
叠层次数、宽度在范围内任意调节。
叠层宽度560-1000MM
叠层次数4-12层
压片厚度0.1-10MM
2、送料机
送料机将搅拌好的韧性饼干胚料进行初步轧制后输送到后一工序的双轧轧面机电控系统要求能够同步调速控制手动调节与自动运行控制。
3、双轧轧面机
该设备是将叠酥机或送料机输送来的面胚进行多次轧制使面胚由厚变薄电控系统要求;
轧辊采用变频调速控制,速度同步性能稳定;
精确控制面皮厚度采用智能数字表设定与显示。
4、烘炉
有热风循环烘炉远红外线烘炉导热油炉等
饼干烘烤炉是饼干生产线的重要组成部份由电器控制系统热风循环系统加热系统排烟
系统炉网输送装置炉网自动检测张紧装置等组成要求自动化控制系统达到如下功能:
生产线工作状态的实时监测
温度坐标升温曲线等显示
温度调节系统参数在线修正
历史工作状态记录保存
温度控制精度高操作方便工作稳定高效可靠
热风循环系统采用自动控制热风量,闭环控制,可选择自然与强制性排烟等自动功能
燃气炉欠压、超压、漏气、超温等多种安全保护功能
5、成型机
成型机由多台轧面机与传动单元组成相互之间无机械传动联锁无张力检测单元要求整条生产线通过电器控制线速度同步运行控制难度较大对自动化系统的功能要求较高。
二、控制系统特点
综上所述千层酥生产线控制系统是一个集运动控制与过程控制的综合自动化控制系统归纳起来应有如下特点:
分布式:生产线总长度约200米,控制点多而且分散,因此选用分布式测控系统zui为适宜,分布式测控系统具有布线量少,搞*力强,扩展维护方便,运行安全可靠,故障风险降到zui低的优点。
总线网:全线采用现场总线网络控制,排除大量模拟信号的干扰因素,实现精确的速度协调控制与高精度温度测控,检测与控制协调*。
大量配方存贮:一条生产线可生产上百种产品,因此有大量的配方存贮与调用,普通的PLC控制器由于受内存的影响,很难做到大量配方的存贮与调用,因此基于PC自动化是本系统的*方案。
集中管理:分布式控制,集中式管理是现代过程控制系统的特点,本系统配备完善的人机界面操作系统,全面的系统监控与异常报警功能。
运动控制:速度同步也是本控制系统的关键,采用矢量型变频器通,过网络主令控制,达到全线速度的协调与统一。
三、基于PC 的自动化---WinAC
WinAC是SIEMENS公司推出的基于PC的自动化控制系统,WinAC具有PLC的功能但又不同于普通的PLC控制器,其具有强大的计算功能、数据处理能力和PLC*的计算速度,更兼顾了PLC的运行可靠性特点。其海量内存贮器特别适合于大数据量计算、大量配方存贮与管理。其计算功能与PC机相同,可靠性与功能更可与PLC-S7-400系统比美,是千层酥成型机与烘炉机械设备控制系统的选择:
*性
WinAC是基于标准的WINOOWs操作平台下的PLC控制器,梯形图编程,因此有独立而严格的时序。控制特别满足对于高速、精确、复杂计算及严格时间要求的控制任务。
WinAC支持标准的WINOOWs NT 下的OPC、Active X 和DCOM 技术。控制和通讯内核与标准的WINOOWs NT任务的通讯由其内置的代理服务器完成,因此相比普通的PLC控制器功能更强。
应用程序开发环境
SIEMENS统一的组态软件STEP 7 是WinAC控制器的标准开发平台,包括通信组态、编程、测试和启动以及系统文件的编制,对于熟悉STEP7的工程师,不需占用额外的培训时间。
系统组态界面
开放式接口
WinAC提供标准的OPC控件接口及Active X控件接口,对于我们的应用提供了*的方便。
OPC 过程控制OLE 是一种通过WINOOWs NT应用程序自动存取数据的标准,也是WinAC的标准特性。使用OPC服务器可以访问控制驱动程序中的过程数据:Active X 控件接口,不用编程直接从OLE 标准应用程序访问过程数据。这种功能使得我们可以在软件开发中借助于高级语言Visual Basic进行更复杂的应用开发。
计算功能
WinAC提供强大的计算功能,与工业过程数据,之间建立起一条工作数据链路。使得上位计算机能够实时处理过程数据,完成复杂的测量控制与故障分析计算,并能够在Visual Basic中创建自己的HMI 前端或在大家熟知Excel中做统计分析。在过程控制和PC 应用程序之间管理数据信息流量。允许高效、简便地访问并能显示和修改过程数据。对于数据处理量大,要求内存高的过程控制系统,一般的PLC控制器难以胜任的工作,用WinAC则可以轻松解决,这是我们选用WinAC的理由,也是SIEMENS给我们提供了一个合适而且经济的解决方案。
四、系统原理结构
全系统成型机共有18台机组,每台机组配备一台TD-200和CPU224控制器,用于本机运行速度。面皮厚度的测控及参数显示与给定设定,其中9台轧面机的PLC兼控面皮厚度,实现面皮厚度闭环控制。18台PLC与18台变频器分布于生产全线,全部控制设备配备了-DP通讯接口板,通过一条高可靠的PROFIBUS-DP现场总线组网,实现统一的网络结构,分布式的控制系统,方便的就地控制与操作。
除每台机组可以单独设定参数并监控运行数据外,成型机控制区设有一台触摸式人机界面,通过PROFIBUS-DP网络负责对成型区全部设备的实时监控。在烘炉区设一台15寸的屏式计算机,通过PROFIBUS-DP对全生产线的设备进行人机操作与监控、人机对话、数据存贮、报表打印、生产管理。
全生产线的主控制器是*控制器WinAC, 担负着生产线的主控PROFIBUS-DP网络管理及网络服务器的任务控制系统的软件核心配方数据库均由WinAC控制器完成为避免报表、打印、人为操作对控制系统产生无法预测的影响,本系统采用了在软件WinAC控制系统基础上研制的硬件控制器--WBC416, 除保存了基于PC自动化完整的优点与特点外,更有设计坚固、可扩展性强、坚固的外壳设计电子硬盘无风扇结构的特点。整体的结构设计针对抗振动抗冲击的高防护等级。集成的接口:USB、 10/100M以太网接口、PROFIBUS-DP/MPI工业现场总线系统铸就了其主控制器的地位也保证了系统的高档与*。
轧面机面皮厚度控制系统
轧面皮厚度测控系统由光栅传感器、PLC 、步进电机组成闭环实时监控系统。
面皮厚度通过KA-300光栅检测,检测精度为0.02mm。
厚度反馈值由PLC处理后进行PID计算并控制步进马达,形成闭环控制系统,消除机械累积误差。
闭环控制系统能够实时在线校正厚度。提高产品质量。
五相步进马达,步角0.72度 输出频率9KHz,V=1.95 A=0.75 N.M=0.45(4.5公斤力)
烘炉温度控制系统
烘炉温度分为8个区每区温度都是一个闭环测控系统并配备有智能算法控制精度
可达到+1OC.
的热电偶模块进行温度采集面温与底温分别控制
控制可控硅调功器从而控制温度.
SCR调功器的输入信号为0—10V, 输出功率可连续调节三相平衡式调功器共8个调
功器
温区烟囱根据配方调节开度进行流量控制
自动检测钢带打滑并自动调整
智能闭环控制算法,自适应参数整定功能
中控站可进行温度设定与温度监视
五、测控系统实现的功能
中文动态人机操作界面,设备运行状态动态显示,电气参数、工艺参数、实时显示,
具备实时曲线显示、历史曲线显示、大型动态标准数据库,提供年报表、月报表、日报
表和随机打印报表的功能;
通过*监控站可监测与控制现场设备的开/停,干预生产过程
弹出菜单方式进行参数设置、更改;包括速度设定、温度设定、厚度设定、订单更改、订单参数设置,并能下传至现场控制器PLC单元,更改工艺参数和控制过程;
配方参数设置:可根据生产需要设置上百种配方,使一线多能成为现实
美观的立体动态设备图形和工艺运行图界面
自动运行,电脑远程控制运行
内置数据库、能进行各类年报表、月报表和日报表及即时报表,方便的打印与输出功
能
三级口令保护、只有*的人员可以相应操作
报警提示与报警记录数据库
精确的厚度设定与厚度控制
全线速度同步与速度跟踪、整机同步联控等功能
温度设定、显示、报警与控制
烟道阀门开度调节与开度显示
SIMATIC 工业软件具有模块化的设计。各个工具可根据特定应用而单独使用。
提供了 4 个软件级别:
STEP 7:
SIMATIC 硬件的编程基础
STEP 7 是用于对 SIMATIC S7/C7/WinAC 进行编程的基础。编程时总要使用该软件。
它具有以下版本:
组态工具:
这些是较高层次的编程语言和面向工艺的软件。
工程工具是一些面向任务的工具,除 STEP 7 之外也可使用这些工具。它们可大大降低能源成本,并显著提高舒适性。
设计工具(Engineering Tool)包括:
运行版软件:
用于生产过程的随时可用的运行版软件
运行版软件包括已编程好并可由用户程序调用的解决方案。它直接集成在自动化解决方案中,分为两种类型:
例如,运行版软件包括:
您可在“基于 SIMATIC PC 的控制”下面找到用于基于 PC 的控制的运行版软件。
人机接口(HMI):
专门用于人机界面的软件:
人机界面包括:
SIMATIC 软件使用标准:
SIMATIC 软件已集成:
SIMATIC 软件提高生产率:
西门子MM4系列变频器都集成了串行接口,支持USS通信协议,通过USS协议可以对变频器进行控制和读写变频器参数。使用S7-300PLC有以下两种通讯方案:
1. 按照USS协议要求编写通讯报文,计算BCC校验,适用于从站数量比较少,较简单的应用;
2. 采用DriveES SIMATIC软件提供的S7-300库程序,自动生成从站轮询表程序,适用于从站数量比较多,较复杂的应用。
本文主要介绍通过*种方案实现CPU314-2PtP与MM440的USS通讯。使用S7-300编写USS通讯程序分为以下几个步骤:
1. 依据USS协议编写报文;
2. 使用S7-300提供的串口数据发送程序发送USS报文;
3. 使用S7-300提供的串口数据接收程序接收USS报文;
4. 依据USS协议分析接收到的报文。
本文根据这4个步骤编写了如下内容:第1节简单介绍USS协议内容,了解USS协议报文格式;第2节根据USS协议列举了4条报文;第3节介绍PLC和变频器USS通讯的硬件组态;第4节介绍通过调用PLC中的发送和接收功能块实现USS协议报文的发送和接收。
1 USS协议介绍
USS协议是西门子专为驱动装置开发的通信协议。USS的工作机制是,通信是由主站发起,USS主站不断循环轮询各个从站,从站根据收到的指令,决定是否响应主站。从站不会主动发送数据。从站在以下条件满足时应答主站:接收到主站报文没有错误,并且本从站在接收到主站的报文中被寻址,上述条件不满足或者主站发出的是广播报文,从站不会做任何响应。USS的字符传输格式为11位,其中1位起始位、8位数据位、1偶校验、1位停止位。如下表所示:
起始位 | 数据位 | 校验位 | 停止位 | |||||||
1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 偶X1 | 1 |
LSB | MSB |
USS字符帧结构
USS协议的报文由一连串的字符组成,协议中定义了它们的功能,如下表所示:
STX | LGE | ADR | 有效据区 | BCC | ||||
1 | 2 | 3 | … | n |
USS报文结构
• STX:长度1个字节,总是为02(Hex),表示一条信息的开始;
• LGE:长度1个字节,表明在LGE后字节的数量,上表中黄色区域长度;
• ADR:长度1个字节,表明从站地址;
• BCC:长度1个字节,异或校验和,USS报文中BCC前面所有字节异或运算的结果;
• 有效数据区:由PKW区和PZD区组成,如下表所示。
PKW区 | PZD区 | ||||||||
PKE | IND | PWE1 | PWE2 | … | PWEm | PZD1 | PZD2 | PZD1 | PZDn |
USS有效数据区
PKW区用于主站读写从站变频器参数:
• PKE:长度一个字,结构如下表,任务或应答ID请参考《MM440使用大全》第13章。
Bit15- Bit 12 Bit 11 Bit 10-Bit 0
Bit15- Bit 12 | Bit 11 | Bit 10-Bit 0 |
任务或应答ID | 0 | 基本参数号PNU |
PKW结构
变频器参数号<2000时,基本参数号PNU=变频器参数号,例如P700的基本参数号PNU=2BC(Hex)(700(Dec)=2BC(Hex))。
变频器参数号>=2000时,基本参数号PNU=变频器参数号-2000(Dec),例如P2155的基本参数号PNU=9B(Hex)(2155-2000=155(Dec)=9B(Hex))。
• IND:长度一个字,结构如下表。
Bit15- Bit 12 | Bit 11- Bit 8 | Bit 7 - Bit 0 |
PNU扩展 | 0(Hex) | 参数下标 |
IND结构
变频器参数号<2000时,PNU扩展=0(Hex)。
变频器参数号>=2000时,PNU扩展=8(Hex)。
参数下标,例如P2155[2]中括号中的2表示参数下标为2。
• PWE:读取或写入参数的数值
PZD区用于主站与从站交换过程值数据:
• PZD1: 主站?从站 控制字
主站?从站 状态字
• PZD2: 主站?从站 速度设定值
主站?从站 速度反馈值
• PZDn: MM430/440支持zui多8个PZD,MM420支持zui多4个PZD
根据传输的数据类型和驱动装置的不同,PKW和PZD区的数据长度不是固定的,可以通过P2012、P2013 设置。本例采用4PKW,2PZD报文格式。
2 USS协议报文定义
本文通过发送4个不同功能的报文来演示自定义USS报文的方法,USS协议详细说明请参照《MM440使用大全》第13章。
例1.把参数P2155[2]的数值修改为40.00Hz
字节数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
发送报文 | 2 | 0E | 1 | 30 | 9B | 80 | 2 | 42 | 20 | 0 | 0 | 4 | 7E | 0 | 0 | 3C |
应答报文 | 2 | 0E | 1 | 20 | 9B | 80 | 2 | 42 | 20 | 0 | 0 | FB | 31 | 0 | 0 | 9C |
报文解释:
STX | Byte1 | 起始字符 |
LGE | Byte2 | 报文长度(字节3到字节16共14个字节) |
ADR | Byte3 | 从站地址 |
PKW | Byte4-5 | PKE内容: |
Bit15- Bit 12(任务ID) =3(Hex),修改参数数值双字 | ||
Bit15- Bit 12(应答ID) =2(Hex),传送参数数值双字 | ||
Bit10- Bit 0(基本参数号PUN)=2155-2000(Dec)=9B(Hex) | ||
Byte6-7 | IND内容: | |
Bit15- Bit 12(PNU扩展) =8(Hex),参数号大于2000 | ||
Bit7- Bit 0(参数下标)=2(Hex),P2155[2] | ||
Byte8-11 | 参数值,42 20 00 00(Hex)=40.0(浮点数) | |
PZD | Byte12-13 | PZD1 |
Byte14-15 | PZD2 | |
BCC | Byte16 | 异或校验和 |
注:黄色标记表示应答报文中的内容
例2.读取参数P0700[0]的数值
字节数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
发送报文 | 2 | 0E | 1 | 12 | BC | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 | 7E | 0 | 0 | D9 |
应答报文 | 2 | 0E | 1 | 12 | BC | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | FB | 31 | 0 | 0 | 6C |
报文解释:
STX | Byte1 | 起始字符 |
LGE | Byte2 | 报文长度(字节3到字节16共14个字节) |
ADR | Byte3 | 从站地址 |
PKW | Byte4-5 | PKE内容: |
Bit15- Bit 12(任务ID) =1(Hex),读取参数数值 | ||
Bit15- Bit 12(应答ID) =1(Hex),传送参数数值单字 | ||
Bit10- Bit 0(基本参数号PUN)=700(Dec)=2BC(Hex) | ||
Byte6-7 | IND内容: | |
Bit15- Bit 12(PNU扩展) =0(Hex),参数号小于2000 | ||
Bit7- Bit 0(参数下标)=0(Hex),P700[0] | ||
Byte8-11 | 参数值,5(Hex)=5(Dec) | |
PZD | Byte12-13 | PZD1 |
Byte14-15 | PZD2 | |
BCC | Byte16 | 异或校验和 |
注:黄色标记表示应答报文中的内容
例3.不需要读写参数只发送停止变频器报文
字节数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
发送报文 | 2 | 0E | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 | 7E | 0 | 0 | 77 |
应答报文 | 2 | 0E | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | FB | 31 | 0 | 0 | C7 |
例4.不需要读写参数只送启动变频器、设定频率50Hz报文
字节数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
发送报文 | 2 | 0E | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 | 7F | 40 | 0 | 36 |
应答报文 | 2 | 0E | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | FF | 34 | 3F | FF | 6 |
例3、4报文比较简单只需要定义PZD中的内容,PKW区内容可以设置为0。
请注意:如果按照以上4个例子发送报文可能会收到与例子中不一样的应答报文,这并不代表报文存在问题,可能由于变频器状态不同或参数设置不同造成。例子报文中已经计算了BCC校验的值,如果使用其他的报文需要自己计算BCC校验。
3 硬件组态
MM4系列变频器提供的串行接口为RS485接口,S7-300 PLC有3种通讯模块支持RS485接口:
1. 采用带有集成RS485接口的CPU例如CPU31X-2PtP;
2. RS485接口的CP340通讯模块;
3. RS485接口的CP341通讯模块;
以上三种模块都可以通过下表中的接线方式与MM4变频器连接,本文中采用1台CPU314-2PtP与1台MM440通讯。
信号 | CPU314-2PtP | MM430/MM440 | MM420 |
RS485接口针脚 | 端子 | 端子 | |
P+ | 11 | 29 | 14 |
N- | 4 | 30 | 15 |
S7-300 RS485接口与MM440 USS接线
3.1 PLC硬件组态
1) 首先打开STEP7新建项目并插入CPU314-2PtP。
2) 双击CPU314-2PtP的X2端口PtP,打开PTP属性对话框General栏,Protocol复选框中选择“ASCII”协议。
3) Addresses栏中记录起始地址“1023”,在后面的编程中使用。
4) Transfer栏中设置通讯速率“9600bps”,报文格式:“8”位数据位,“1”位停止位,“Even”偶校验,数据流控制选择“None”。
5) End Delimiter栏中设置接收报文结束方式“After character delay time elapses”利用两个报文的间隔时间来判断报文是否结束,并设置字符延时时间“4ms”(该时间可使用默认设置,默认设置时间随通讯速率不同时间也不同)。
6) Signal Assignment栏中设置串行通信接口信号模式为“Half Duplex(RS-485)Two-wire Mode”半双工两线制RS485模式,空闲状态信号状态“R(A)0v、R(B)5V”。
通过以上步骤完成对CPU314-2PtP串行接口的基本设置,如需更详细的信息请参照CPU314-2PtP手册。
3.2 变频器参数设置
与通信有关的变频参数:
参数 | 设置值 | 功能说明 | ||
P0700 | 5 | 命令源选择:com链路USS通讯 | ||
P1000 | 5 | 频率设定源选择:com链路USS通讯 | ||
P2009 | 0 | USS规格化:不规格化 | ||
P2010 | 6 | USS波特率:9600bps | ||
P2011 | 1 | USS地址:1 | ||
P2012 | 2 | PZD长度:2个字 | ||
P2013 | 4 | PKW长度:4个字 | ||
r2024~r2031 | 只读 | USS诊断数据 |
以上参数只对与变频器USS通讯相关的参数进行介绍,变频器其他参数设置请参照《MM440使用大全》。
4 USS通讯编程
4.1 CPU314-2PtP串行接口发送和接收程序
CPU314-2PtP调用系统功能块SFB60和SFB61进行串行通讯接口数据的发送和接收,SFB60与SFB61系统功能块已经包含在CPU中,只需在OB1中直接调用并分配背景数据块即可。在本例中分配DB60为SFB60的背景数据块,在OB1中调用程序:
在SFB60发送通信块中需要对下列参数进行赋值:
REQ: | 发送请求,每个上升沿发送一帧数据。 |
R: | 终止发送。 |
LADDR: | PtP串口的起始地址,请查看PLC硬件配置中,PtP属性对话框Addresses栏址中显示的数值,本例中为“1023”,转化为16进制数为W#16#3FF。 |
DONE: | 发送完成输出一个脉冲。 |
ERROR: | 发送错误输出1。 |
STATUS: | 发送块状态字。 |
SD_1: | 发送数据区起始地址,发送数据区定义为DB1.DBB0开始的n个字节。 |
LEN: | 发送字节的长度。 |
分配DB61为SFB61的背景数据块,在OB1中调用程序:
在SFB61接收通信块中需要对下列参数进行赋值:
EN_R: | 接收使能。 |
R: | 终止接收。 |
LADDR: | PtP串口的起始地址,请查看PLC硬件配置中,PtP属性对话框Addresses栏址中显示的数值,本例中为“1023”,转化为16进制数为W#16#3FF。 |
NDR: | 接收到新数据输出一个脉冲。 |
ERROR: | 接收错误输出1。 |
STATUS: | 接收块状态字。 |
RD_1: | 接收数据区起始地址,接收数据区定义为DB2.DBB0开始的n个字节。 |
LEN: | 接收到数据的长度。 |
4.2 通过发送程序发送定义好的USS报文
将例子中的报文按字节顺序传送到从DB1.DBB0开始的16个字节中,设置MW104=16,当M100.0上升沿时PLC即发送一帧USS报文。如果变频器接收到的报文无误就会返回一条响应报文,需要将M200.0置1 PLC就会接收到响应报文,并把报文存储到从DB2.DBB0开始的16个字节中。
4.3使用S7-300 PLC编写BCC校验程序
在USS通讯中变频器在收到主站发送的报文后会重新计算报文的BCC校验,如果计算结果与报文传送的BCC校验不*,那么表明变频器接收到的信息是无效的,变频器将丢弃这一信息,并且不向主站发出应答信号。所以正确计算BCC校验尤为重要。前面提到的4个例子报文中已经计算好了BCC校验,下面给出利用S7-300 PLC编程计算15个字节的BCC校验的程序。
15字节的BCC校验程序
程序中将DB1.DBB0到DB1.DBB14中的内容依次进行异或计算,并把计算结果保存到DB1.DBB15中。