西门子电源模块 西门子电源模块6ES7 407-0RA02-0AA0

西门子6ES7407-0RA02-0AA0

6ES7407-0RA02-0AA0 SIMATIC S7-400 电源模板，PS 407：20A，120/230V UC，5V DC/20A

SIEMENS    上海拓关自动化科技有限公司    
  
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一、PROFINET IO / RT通讯功能概述

CPU319-3 PN/DP与SINAMICS S120 之间通过PROFINET IO / RT可进行周期性及非周期性数据通讯。使用标准S7功能块SFC14/SFC15，S7-300/400PLC通过PROFINET周期性通讯方式可将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器；使用标准S7功能块SFB52 / SFB53，可以实现非周期性数据交换，读取或写入驱动器的参数。

二、S7-300/400与S120装置的连接

1．硬件连接

图 1.

(1). 通过PROFINET IO / RT 连接 SIMATIC CPU 319-3 PN/DP 及 CU310PN.

2.硬件：

3、使用的软件

• STEP7 V5.4 SP2 HF3

• SCOUT V4.1 SP1

• STARTER V4.1 SP1

• S120 V2.5 SP1 HF1

• GSD V2.1文件:gsdml-v2.1-siemens-sinamics-s-cu3x0-20070726.xml

在CF 卡中的路径: SIEMENS\SINAMICS\DATA\CFG\CBE20GSD.ZIP

4、通讯概览

Net Pro通讯配置

图 2.

IP 地址及通讯名称:

注意：所有节点的子网掩码：255.255.255.0。

三、必备条件

1.  PROFINET IO 条件

在本例中对于使用的软件版本，还应满足下列条件：

应用例程的发送时钟为 1 ms。更新时间应设为 2n ms，此值可允许的范围为：

1 ms 至 512 ms。

四、项目配置

1、 Drive

2、硬件组态

(1)安装SINAMCIS S120 CU310PN 的GSD文件

对于PROFIBUS DP 及 PROFINET IO 需要的所有 GSD 文件存在S120的CF卡中，将这些文件拷贝至本地硬盘并解压缩。

在硬件配置中选择“Options => Install GSD file"

图 3.

GSD V2.1 (gsdml-v2.1-siemens-sinamics-s-cu3x0-yyyymmdd.xml) 可被安装。

GSD文件安装后，设备会出现在硬件组态的如下目录中:

"PROFINET IO => Drives => SINAMICS => GSD => SINAMICS S120 CU310PN from 2.5"。

注意：

    •   GSD 子文件夹只有在安装DriveES 或 SIMOTION SCOUT后才有效。否则 GSD设备可直接在SINAMICS 文件夹中被找到。

    •   如果安装了 DriveES Basic / Simatic 或 SIMOTION SCOUT，则不必安装 GSD 文件。

(2)对于CPU319建立PROFINET网络

图 4.

在插入CPU319-3PN/DP时会弹出建立PROFINET网络的窗口，在此新建一个PROFINET网络并设置此PLC PN节点的IP地址及子网掩码。

(3)将CP310PN拖曳至PROFINET总线上(若安装GSD文件)

图 5.

将CP310PN拖曳至PROFINET总线上(若安装Drive ES)

图 6.

(4)双击310PN，打开其属性窗口

分配其设备名称及IP地址，此处选择“Assign IP address via IO controler”。

图 7.

(5)分配310PN控制的驱动及IO报文

图 8.

(6)在"IO Cycle"中设置数据处理及响应监控的更新时间

图 9.

3、初始化通讯节点

在硬件组态画面中，点击 "PLC =>Ethernet => Edit Ethernet nodes"，在打开的画面中网络可被浏览，通过此画面配置310PN的设备名称及IP地址。

图 10.

五、使用STARTER / SCOUT调试

在 SIMATIC Manager 中鼠标右键点击SINAMICS_CU310_PN ，选择“open object”，可通过 STARTER/SCOUT调试工具将CU310_PN 项目打开。

图 10.

可通过使用"Automatic configuration"对驱动装置在线进行自动配置。配置结束后通过"Copy RAM to ROM"将参数存贮至CF卡中。

本例中：

    •   驱动装置选择报文“egram 1 ”。

    •   CU单元选择报文“egram 390。

图 11.

CU参数化:

鼠标右键点击"CU_S_126" ，选择"Expert => Expert list"打开专家参数列表，可改变下列参数：

    • P728.8 = output: DI/DO 8 可用于数字量输出 (如果p922=390，自动设置
      p738=2091.0)。

    • P922: PROFIBUS PZD SIEMENS egram 390 (390)。

    • p2104 BI: 2. Acknowledge faults SERVO_02 : r2090.7。

六、通过PN总线对电机起、停及速度控制

       S7-300/400PLC通过PROFINET周期性通讯方式将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器。

       (1)       控制字中Bit0做电机的起、停控制。

       (2)       主设定值为速度设定值，频率设定值和实际值要经过标准化，使得4000H(十六进制)对应于100%，发送的zui高频率(zui大值)为7FFFH(200%)。可以在P2000中修改参考频率(缺省值为50Hz)。

       (3)       当组态的报文结构 PZD=2或自由报文999时，在S7-300/400 中可用“MOVE”指令进行数据传送；当组态的报文结构  PZD〉2，在S7-300/400中需调用SFC14和SFC15系统功能块。

        •   SFC14(“DPRD_DAT”)用于读驱动装置的过程数据。

        •   SFC15(“DPWR_DAT”)用于将过程数据写入驱动装置。

例子：SERVO_02 ”控制字、主设定值的发送及状态字、实际频率的读取程序

       (1) 控制驱动器运行：

    通过先发送控制字(STW1)047E然后发送047F来启动驱动器，该数据控制字在DB10.DBW4(见图13)中指定，主设定值在DB10.DBD6中设定，运行信号为M1.0。这些值均通过变量表“Drive_Run”设定及监控。控制程序见图12。

   （2）停止驱动器：

       应发送控制字047E至驱动器。

   （3）读取驱动器状态字及频率实际值：

       PLC接收状态字1(ZSW1)，存放在DB10.DBW0中；接收驱动器传来的频率实际值，存放在DB10.DBW2中。

图12.  控制程序

图13. DB10
 

七、驱动器参数的读取及写入

1.扩展PROFIDRIVE功能(DPV1)

非周期性数据传送模式允许：

    •    交换大量的用户数据

    •    用DPV1的功能 READ 和 WRITE可以实现非周期性数据交换。传输数
       据块的内容应遵照 PROFIdrive参数通道(DPV1)数据集DS47（非周期参
       数通道结构）。

2. 参数请求及参数应答的结构

    参数请求包括三部分：请求标题、参数地址及参数值。

表2.参数请求格式

西门子6ES7407-0RA02-0AA0

表3.参数应答格式

表4.参数请求及应答描述

表5.在DPV1参数应答中的错误值描述

3. S7-300/400PLC通过PROFINET非周期性通讯方式读取驱动器参数。

请注意：PLC读取驱动器参数时必须使用两个功能块SFB52 / SFB53 (程序参见图14)

举例如下：

(1) 使用标志位M10.0及功能块SFB53将读请求(数据集RECORD DB1)(图15)发送至驱动器。 

       将M10.0设定为数值1启动读请求，当读请求完成后必须将该请求置0，结束该请求。ERROR = 1: 表示执行此功能块时有错误产生，而STATUS 指示功能块执行状态或错误信息。

(2) 使用标志位M10.2及功能块SFB52读取参数的请求响应(响应块DB2)(参见图16) 。

    将M10.2设定为数值1读取参数请求响应，完成后必须将该位置0，结束该请求。ERROR = 1: 表示执行此功能块时有错误产生，而STATUS 指示功能块执行状态或错误信息。

图14.  读取驱动器参数程序



图15.  “写”请求数据块DB1

图16.  驱动器返回参数值数据块DB2
 

4. S7-300/400PLC通过PROFINET非周期性通讯方式修改驱动器参数P1217。

举例如下：

       PLC写参数时只需使用SFB53，在本项目的Network 4中发送写请求DB101 (参见图18) 到驱动器； PLC读“写参数”响应时需使用SFB52，在本项目中读取驱动器返回的参数值数据块为DB102 (参见图19) 。程序参见图17。

 (1) 将M11.0设定为数值1启动写请求，当写请求完成后必须将该请求置0，结束该请求。ERROR = 1: 表示执行此功能块时有错误产生，而STATUS 指示功能块执行状态或错误信息。

(2)  将M11.2设定为数值1读请求，完成后必须将该请求置0，结束该请求。ERROR = 1: 表示执行此功能块时有错误产生，而STATUS 指示功能块执行状态或错误信息。

图17.  写入驱动器参数程序

图18.  写请求DB101

图19.  驱动器返回的数据块DB102

八、程序参考实例

如何实现S7-300/400，WinAC和WinCC之间的以太网通讯
WinAC和WinCC可以用同一块普通以太网卡和S7-300/400进行工业以太网通讯。因为WinAC是基于PC Station的，所以WinCC也需要用PC Station的形式来集成组态。

1 必备条件

1.1 硬件

•  S7-300/400 CPU和CP343-1/CP443-1
•  普通以太网卡/CP1613
•  CP5611/CP5613

1.2 软件

•  1.2.1 Step7 V5.3/V5.4
•  1.2.2 WinAC RTX V4.1/2005
•  1.2.3 SIMATIC Net 2003/2005/2006
•  1.2.4 WinCC V6.0/6.2

本实例中采用了Step7 V5.4 SP3.1，WinAC RTX 2005(4.2) SP1 HF3，Simatic Net 2006(V6.4)和WinCC V6.2 SP2。

2 硬件组态

2.1 在SIMATIC Manager中新建一个项目，分别插入SIMATIC PC Station和SIMATIC 300 Station。如图1

图1

2.2 在SIMATIC PC Station中，分别插入WinCC Application，WinLC RTX，CP5613和IE General。如图2

图2

•  CP5613 作为WinLC RTX的DP接口。
•  IE General作为WinCC Application和WinLC RTX的以太网接口。

2.3 在SIMATIC 300 Station中，分别插入PS，CPU和CP343-1。如图3

图3

3 网络组态和编程

3.1 在NetPro中为WinLC RTX建立与SIMATIC 300 Station的连接。如图4

图4

•  Connection Partner选择SIMATIC 300 Station的CPU。
•  Connection Type选择S7 connection。

3.2 在Properties-S7 connection中，为Local Connection End Point选择One-way，即单边通讯。如图5

图5

3.3在NetPro中为WinLC RTX建立与WinCC Application的连接。如图6

图6

•  Connection Partner选择SIMATIC PC Station的WinCC Application。
•  Connection Type选择S7 connection。

3.4在Properties-S7 connection中，为Communication Path的Interface选择PLC internal。如图7

图7

3.5 在NetPro中编译存盘。

4 程序配置

4.1 在SIMATIC 300 Station的CPU和PC Station的WinLC RTX中分别插入两个DB Block用于数据交换。

•  4.2和4.3的步骤是将SIMATIC 300 Station的DB Block中的部分数据传送至OS即WinCC中。

4.2 鼠标右键单击DB Block，选择Special Object Properties – Operator Control and Monitoring设置复选框。如图8和图9

图8

图9

•  选择Operator Control and Monitoring。

4.3 打开DB Block，鼠标右键单击要传送的变量，选择Object Properties设置Parameters。如图10和图11

图10

图11

•  在Attribute中输入S7_m_c，在Value中输入true。

4.4 在PC Station的WinLC RTX中插入OB35，在OB35中调用SFB14（GET）和SFB15（PUT），参数说明参见在线帮助。如图12

图12

5 OS编译和组态

5.1 在SIMATIC Manager中选择Options – ‘Compile Multiple OSs’ Wizard – Start，进行OS编译和传送。如图13

图13

5.2 在Select network connection中为SIMATIC 300 Station的CPU选择TCP/IP作为WinCC unit。如图14

图14

5.3在Select network connection中为PC Station的WinLC RTX选择Named Connection作为WinCC unit。如图15

图15

5.4 首次执行编译和传送，默认选择Scope中的Entire OS，再次编译可以选择Changes。如图16

图16

5.5 在SIMATIC Manager中， 打开SIMATIC PC Station的WinCC Application中的OS。如图17

图17

5.6 在WinCC Explorer中，可以看到SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE已经自动添加到Tag Managerment中，SIMATIC 300 Station的CPU和SIMATIC PC Station的WinLC RTX中DB Block的部分数据也已经传送到TCP/IP通道和Named Connections通道中。如图18和图19