通过PROFINET实现S71200与CU3102PNS120通讯.docx

1、通过PROFINET实现S71200与CU3102PNS120通讯通过 PROFINET 实现 S7-1200 与 CU310-2PN S120 通讯Communication between S7-1200 and CU310-2PN with PROFINETGetting-started Edition 2012 年 12 月摘 要 本文介绍了通过 PROFINET 实现 S7-1200 与 CU310-2PN 通讯的硬件组态、驱动器 控制及驱动器参数读、写的编程方法。关键词 PROFINET，S7-1200，CU310-2PN，通讯，硬件组态，编程。Key Words PROFINET

2、, S7-1200, CU310-2PN, Communication, Hardware Configuration, Program1 PROFINET IO 通讯功能概述 42 S7-1200 与 CU310-2PN 装置的连接 42.1 硬件配置列表. 42.2 所使用的软件. 42.3 通讯参数设置. 43 项目配置 . 53.1 S7-1200 的配置 53.2 SINAMICS CU310-2PN 的配置 104 通过 PN 总线对电机起、停及速度控制 125 驱动器参数的读取及写入 . 135.1 非周期性通讯方式简介 . 135.2 S7-1200PLC 通过 PROFINE

3、T 非周期性通讯方式读取驱动器参数 165.3 S7-1200PLC 通过 PROFINET 非周期性通讯方式修改驱动器参数 196 程序实例 . 211 PROFINET IO通讯功能概述S7-1200 与 CU310-2PN 之间通过 PROFINET IO 可进行周期性及非周期性数据通讯，使 用 S7 功能块 DPWR_DAT/DPRD_DAT，S7-300/400PLC 通过 PROFINET 周期性通讯方式 可将控制字 1(STW1)和主设定值(NSOLL_A)发送至驱动器,并从驱动器读取状态字（ZSW1） 和实际值（NIST_A）；使用 S7 功能块 WRREC / RDREC，可

4、以实现非周期性数据交换， 读取或写入驱动器的参数。2 S7-1200 与CU310-2PN装置的连接2.1 硬件配置列表设备订货号版本CPU 1214 DC/ DC/DC6ES7214-1AE30-0XB0V2.2CU310-2PN6SL3040-1LA01-0AA0CF 卡6SL3054-0EF00-1BA0Fw4.5电机模块6SL3120-1SB14-0AA0伺服电机1FK7022-5AK71-1LA3表 1 测试所采用的硬件列表2.2 所使用的软件 TIA Portal V11 SP2HF4 STARTER V4.3SP1(SCOUT V4.3SP1)2.3 通讯参数设置 网络连接配置I

5、P 地址及通讯名称DeviceDevice nameCPU1214plc1200CU310-2PNS120pnPG图 1 网络连接视图IP address 169.254.11.2169.254.11.3169.254.11.4表 2 设备 IP 地址及 Device Name 的设置注意：所有节点的子网掩码：255.255.0.0。3 项目配置3.1 S7-1200 的配置(1) 安装 GSD 文件CU310-2PN的GSD文件PNGSD.ZIP在CF卡中的存贮路径 为.SIEMENSSINAMICSDATACFG 。如果在TIA Portal的硬件组态目录树中有此相关的 GSD文件，可不安

6、装。（GSD文件下载链接：Siemens-Sinamics_S_CU3x0-20111221.zip）图 2 安装 GSD 文件(2) 在网络视图中为 CPU1214 建立 PROFINET 网络从右侧的目录中将“SINAMICS S120 CU310-2PN V4.5”拖到该网络中，并分配给“PLC_1”， 如图 3 所示。图 3 网络组态(3) 为设备分配设备名称及 IP 地址进入网络视图，设置 S7-1200 的设备名称及 IP 地址，如图 4，5 所示。图 4 设置 S7-1200 的设备名称图 5 设置 S7-1200 的 IP 地址设备名称 进入网络视图，设置 CU310-2PN

7、的设备名称及 IP 地址，如图 6，7 所示。图 6 设置 CU310-2PN 的设备名称图 7 设置 CU310-2PN 的 IP 地址(4) 为 CU310-2PN 组态报文点击“设备视图”，选择 CU310-2PN 设备，为其配置驱动对象及报文。 配置驱动对象：将图 8 右侧产品目录中的 DO Servo 插入到下侧子槽中。图 8 为驱动装置组态驱动对象 为驱动对象配置报文：将所需报文拖入到驱动对象的子槽中图 9 为驱动装置组态报文配置 CU 对象：将图 10 右侧产品目录中的 DO Control Unit 插入到下侧子槽中。图 10 配置 CU 对象为 CU 对象配置报文：将所需报文

8、拖入到 CU 对象的子槽中图 11 为 CU 组态报文3.2 SINAMICS CU310-2PN的配置打开 STARTER 软件，新建一个项目，在“Project”菜单中选择“Accessible Nodes”选项， 搜索在线的节点，如图 12 所示。图 12 搜索在线的节点在搜索到的 CU310-2PN 站点上点击右键，选择“Edit Ethernet Node”，在弹出的对话框中设 置 IP 地址和子网掩码以及 Device Name，并点击按钮完成设置，如图 13 所示。图 13 编辑 CU310-2PN 的 IP 地址和 Device Name完成上述设置之后，可以重新在“Proje

9、ct”菜单中选择“Accessible Nodes”选项，将在线的 S120 上载到 PG/PC 中，可使用“Automatic configuration”对驱动装置在线进行自动配置，并 完成静态识别和控制器优化，具体过程可以参考西门子下载中心网站上的 S120 调试手册（文档编号为 5053）。然后为驱动器配置报文，配置结束后执行Copy RAM to ROM将参 数存贮至 CF 卡中。本例中： 驱动SERVO_02选择报文“Standard telegram 1 ”。 CU选择报文“SIEMENS telegram 390”。后面的非周期通讯要用到此 数值图 14 CU310-2PN 报

10、文配置4 通过PN总线对电机起、停及速度控制S7-1200 通过 PROFINET 周期性通讯方式将控制字 1(STW1)和主设定值(NSOLL_A)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%，发送的最高频率(最大值)为 7FFFH(200%)。可以在 P2000 中修改参 考频率(缺省值为 50Hz)。(3) 在 S7-1200 中需调用“DPRD_DAT”和“DPWR_DAT”系统功能块，如图 8 所示。 “DPRD_DAT”用于读驱动装置的过程数据。 “DPWR

11、_DAT”用于将过程数据写入驱动装置。图 15 S7-1200 编程在调用“DPRD_DAT”和“DPWR_DAT”系统功能块的时候需要注意：“LADDR”应该采用“默认变量表”中的系统变量“Standard_telegram_1_PZD-2_2AI/AO”，如图 15 所示。图 16 默认变量表例子：“Drive_1 ”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MW20 中指定，主设定值在 MW22 中设定。（2）停止驱动器：应发送控制字 047E 至驱动器。（3）读取驱动器

12、状态字及频率实际值：PLC 接收状态字 1(ZSW1)，存放在 MW10 中；接收驱动器传来的频率实际值，存放 在 MW12 中。5 驱动器参数的读取及写入5.1 非周期性通讯方式简介 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）。S7-1200 与 S120 的非周期通讯需要采用系统功能块“WRREC”和“RDREC”，其中“WRR EC”将“请求”发送给 S120，功能块参数 Record 的格式如表 3 所

13、示；“RDREC”将 S120 的“应 答”返回给 PLC，功能块参数 Record 参数的格式如表 4 所示，表 5 和表 6 则列出了“请求”和 “应答”中各个参数和错误的详细解释。表 3 参数请求格式表 4 参数应答格式表 5 参数请求及应答的详细描述表 6 参数应答中的错误值描述5.2 S7-1200PLC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“WRREC / RDREC”，“INDEX”参 数为通道号 47，“ID”参数为通讯地址，与周期性通讯的地址一致，应采用“默认变量表”中的 系统变量“Standard_telegra

14、m_1_PZD-2_2AI/AO”。另外，在为发送和接收缓冲区定义数据 块的时候，注意选择“Block access”方式为“Standard-compatible with S7-300/400”，如图 18 所示，否则发送和接收数据时会报故障。图 17 创建全局数据块下面举例说明 S7-1200 通过 PROFINET 非周期性通讯方式读取驱动器参数 P1121： (1) 使用标志位 M50.0 及功能块“WRREC”将读请求(数据集为 DB3 开始的 10 个字节)发送至驱动器，见图 18。将 M50.0 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。 E R

15、ROR = 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 18 发送“读参数”请求(2) 使用标志位 M50.1 及功能块“RDREC”读取参数的请求响应(数据集为 DB4 开始的 10个字节) ，见图 19。将 M50.1 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。ERR OR = 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 19 接收“读参数”请求的响应通过变量表读取轴号为 2 的驱动对象（即 SERVO_02）的 P1121（16#0461）参数：返回的参数值为浮点数 10.0

16、：图 20 “读参数”请求数据集参看图 15 中 的轴号图 21 驱动器返回参数值数据集5.3 S7-1200PLC通过PROFINET非周期性通讯方式修改驱动器参数PLC 写参数时可以只使用“WRREC”，将写请求发送到驱动器， INDEX 参数为通道号 47，ID 参数为通讯地址，与周期性通讯的地址一致，应采用“默认变量表”中的系统变量 “Standard_telegram_1_PZD-2_2AI/AO”。当需要从 PLC 读取“写参数”响应时，需使用 RDREC。下面举例说明 S7-1200 通过 PROFINET 非周期性通讯方式修改驱动器参数 P1217： 在本项目的 Network

17、 7 中发送写请求 DB5 (参见图 22) 到驱动器，读取驱动器返回的参数值数据块为 DB6 (参见图 23) 。(1) 将 M150.0 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 。图 22 发送“写参数”请求(2)将 M150.1 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 23 接收“写参数”请求的响应修改轴号为 2 的驱动对象（即 SERVO_02）的 P1217（16#04C1）参数。图 24 “写参数”请求数据集 驱动器将修改后的状态返回给 PLC。图 25 驱动器返回状态数据集6 程序实例驱动器控制及读、写参数示例程序请参考附带文件：(1) S7-1200 项目文件：S71200CU310-2PN.rar(2) CU310 项目文件：Cu3102pn.rar