西门子6ES7407-0RA02-0AA0
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/P_ST70_XX_00159t.jpg) | 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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_01.png)
图 1.
(1). 通过PROFINET IO / RT 连接 SIMATIC CPU 319-3 PN/DP 及 CU310PN.
2.硬件:
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_f01.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_02.png)
图 2.
IP 地址及通讯名称:
Device | Communication name | IP address |
CPU319-3 PN/DP | PN-IO | 192.168.0.1 |
CU310PN | CU310PN | 192.168.0.2 |
PG | | 192.168.0.253 |
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
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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"
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_03.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_04.png)
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)
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图 5.
将CP310PN拖曳至PROFINET总线上(若安装Drive ES)
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_06.png)
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”。
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图 7.
(5)分配310PN控制的驱动及IO报文
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_08.png)
图 8.
(6)在"IO Cycle"中设置数据处理及响应监控的更新时间
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_09.png)
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。
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_10.png)
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。
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_10-2.png)
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。
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_11.png)
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。
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图12. 控制程序
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_13.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_tab3.png)
表4.参数请求及应答描述
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_tab4.png)
表5.在DPV1参数应答中的错误值描述
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_tab5.png)
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。
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_14.png)
图14. 读取驱动器参数程序
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_15.png)
图15. “写”请求数据块DB1
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_16.png)
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。
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_17.png)
图17. 写入驱动器参数程序
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_18.png)
图18. 写请求DB101
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_19.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_01.png)
图1
2.2 在SIMATIC PC Station中,分别插入WinCC Application,WinLC RTX,CP5613和IE General。如图2
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_02.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_03.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_04.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_05.png)
图5
3.3在NetPro中为WinLC RTX建立与WinCC Application的连接。如图6
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_06.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_07.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_08.png)
图8
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_09.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_10.png)
图10
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_11.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_12.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_13.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_14.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_15.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_16.png)
图16
5.5 在SIMATIC Manager中, 打开SIMATIC PC Station的WinCC Application中的OS。如图17
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_17.png)
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
![](http://item.yiqi.com/pic/ConPic/6/images_18.png)