西門子6ES7421-7DH00-0AB0
SIMATIC S7-400，SM421數(shù)字量輸入模塊， 光隔離，16DI，24-60V C，報警，診斷功能
SIEMENS西門子希殿電氣技術(shù)有限公司
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一、PROFINET IO / RT通訊功能概述
CPU319-3 PN/DP與SINAMICS S120 之間通過PROFINET IO / RT可進行周期性及非周期性數(shù)據(jù)通訊。使用標(biāo)準(zhǔn)S7功能塊SFC14/SFC15，S7-300/400PLC通過PROFINET周期性通訊方式可將控制字1(CTW1)和主設(shè)定值(NSETP_B)發(fā)送至驅(qū)動器；使用標(biāo)準(zhǔn)S7功能塊SFB52 / SFB53，可以實現(xiàn)非周期性數(shù)據(jù)交換，讀取或?qū)懭腧?qū)動器的參數(shù)。
二、S7-300/400與S120裝置的連接
1．硬件連接
圖 1.
(1). 通過PROFINET IO / RT 連接 SIMATIC CPU 319-3 PN/DP 及 CU310PN.
2.硬件：
3、使用的軟件
• 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 卡中的路徑: \\SIEMENS\SINAMICS\DATA\CFG\CBE20GSD.ZIP
4、通訊概覽
Net Pro通訊配置
圖 2.
IP 地址及通訊名稱:
|
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：所有節(jié)點的子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0。
三、必備條件
1. PROFINET IO 條件
在本例中對于使用的軟件版本，還應(yīng)滿足下列條件：
應(yīng)用例程的發(fā)送時鐘為 1 ms。更新時間應(yīng)設(shè)為 2n ms，此值可允許的范圍為：
1 ms 至 512 ms。
四、項目配置
1、 Drive
2、硬件組態(tài)
(1)安裝SINAMCIS S120 CU310PN 的GSD文件
對于PROFIBUS DP 及 PROFINET IO 需要的所有 GSD 文件存在S120的CF卡中，將這些文件拷貝至本地硬盤并解壓縮。
在硬件配置中選擇“Options => Install GSD file"
圖 3.
GSD V2.1 (gsdml-v2.1-siemens-sinamics-s-cu3x0-yyyymmdd.xml) 可被安裝。
GSD文件安裝后，設(shè)備會出現(xiàn)在硬件組態(tài)的如下目錄中:
"PROFINET IO => Drives => SINAMICS => GSD => SINAMICS S120 CU310PN from 2.5"。
注意：
• GSD 子文件夾只有在安裝DriveES 或 SIMOTION SCOUT后才有效。否則 GSD設(shè)備可直接在SINAMICS 文件夾中被找到。
• 如果安裝了 DriveES Basic / Simatic 或 SIMOTION SCOUT，則不必安裝 GSD 文件。
(2)對于CPU319建立PROFINET網(wǎng)絡(luò)
圖 4.
在插入CPU319-3PN/DP時會彈出建立PROFINET網(wǎng)絡(luò)的窗口，在此新建一個PROFINET網(wǎng)絡(luò)并設(shè)置此PLC PN節(jié)點的IP地址及子網(wǎng)掩碼。
(3)將CP310PN拖曳至PROFINET總線上(若安裝GSD文件)
圖 5.
將CP310PN拖曳至PROFINET總線上(若安裝Drive ES)
圖 6.
(4)雙擊310PN，打開其屬性窗口
分配其設(shè)備名稱及IP地址，此處選擇“Assign IP address via IO controler”。
圖 7.
(5)分配310PN控制的驅(qū)動及IO報文
圖 8.
(6)在"IO Cycle"中設(shè)置數(shù)據(jù)處理及響應(yīng)監(jiān)控的更新時間
圖 9.
3、初始化通訊節(jié)點
在硬件組態(tài)畫面中，點擊 "PLC =>Ethernet => Edit Ethernet nodes"，在打開的畫面中網(wǎng)絡(luò)可被瀏覽，通過此畫面配置310PN的設(shè)備名稱及IP地址。
圖 10.
五、使用STARTER / SCOUT調(diào)試
在 SIMATIC Manager 中鼠標(biāo)右鍵點擊SINAMICS_CU310_PN ，選擇“open b”，可通過 STARTER/SCOUT調(diào)試工具將CU310_PN 項目打開。
圖 10.
可通過使用"Automatic configuration"對驅(qū)動裝置在線進行自動配置。配置結(jié)束后通過"Copy RAM to ROM"將參數(shù)存貯至CF卡中。
本例中：
• 驅(qū)動裝置選擇報文“begram 1 ”。
• CU單元選擇報文“begram 390。
圖 11.
CU參數(shù)化:
鼠標(biāo)右鍵點擊"CU_S_126" ，選擇"Expert => Expert list"打開專家參數(shù)列表，可改變下列參數(shù)：
• P728.8 = output: DI/DO 8 可用于數(shù)字量輸出 (如果p922=390，自動設(shè)置
p738=2091.0)。
• P922: PROFIBUS PZD SIEMENS begram 390 (390)。
• p2104 BI: 2. Acknowledge faults SERVO_02 : r2090.7。
六、通過PN總線對電機起、停及速度控制
S7-300/400PLC通過PROFINET周期性通訊方式將控制字1(CTW1)和主設(shè)定值(NSETP_B)發(fā)送至驅(qū)動器。
(1) 控制字中Bit0做電機的起、?？刂啤?/span>
(2) 主設(shè)定值為速度設(shè)定值，頻率設(shè)定值和實際值要經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化，使得4000H(十六進制)對應(yīng)于100%，發(fā)送的最高頻率(最大值)為7FFFH(200%)。可以在P2000中修改參考頻率(缺省值為50Hz)。
(3) 當(dāng)組態(tài)的報文結(jié)構(gòu) PZD=2或自由報文999時，在S7-300/400 中可用“MOVE”指令進行數(shù)據(jù)傳送；當(dāng)組態(tài)的報文結(jié)構(gòu) PZD〉2，在S7-300/400中需調(diào)用SFC14和SFC15系統(tǒng)功能塊。
• SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀驅(qū)動裝置的過程數(shù)據(jù)。
• SFC15(“DPWR_DAT”)用于將過程數(shù)據(jù)寫入驅(qū)動裝置。
例子：SERVO_02 ”控制字、主設(shè)定值的發(fā)送及狀態(tài)字、實際頻率的讀取程序
(1) 控制驅(qū)動器運行：
通過先發(fā)送控制字(STW1)047E然后發(fā)送047F來啟動驅(qū)動器，該數(shù)據(jù)控制字在DB10.DBW4(見圖13)中指定，主設(shè)定值在DB10.DBD6中設(shè)定，運行信號為M1.0。這些值均通過變量表“Drive_Run”設(shè)定及監(jiān)控。控制程序見圖12。
（2）停止驅(qū)動器：
應(yīng)發(fā)送控制字047E至驅(qū)動器。
（3）讀取驅(qū)動器狀態(tài)字及頻率實際值：
PLC接收狀態(tài)字1(ZSW1)，存放在DB10.DBW0中；接收驅(qū)動器傳來的頻率實際值，存放在DB10.DBW2中。
圖12. 控制程序
圖13. DB10
七、驅(qū)動器參數(shù)的讀取及寫入
1.擴展PROFIDRIVE功能(DPV1)
非周期性數(shù)據(jù)傳送模式允許：
• 交換大量的用戶數(shù)據(jù)
• 用DPV1的功能 READ 和 WRITE可以實現(xiàn)非周期性數(shù)據(jù)交換。傳輸數(shù)
據(jù)塊的內(nèi)容應(yīng)遵照 PROFIdrive參數(shù)通道(DPV1)數(shù)據(jù)集DS47（非周期參
數(shù)通道結(jié)構(gòu)）。
2. 參數(shù)請求及參數(shù)應(yīng)答的結(jié)構(gòu)
參數(shù)請求包括三部分：請求標(biāo)題、參數(shù)地址及參數(shù)值。
表2.參數(shù)請求格式
表3.參數(shù)應(yīng)答格式西門子6ES7421-7DH00-0AB0
表4.參數(shù)請求及應(yīng)答描述
表5.在DPV1參數(shù)應(yīng)答中的錯誤值描述
3. S7-300/400PLC通過PROFINET非周期性通訊方式讀取驅(qū)動器參數(shù)。
請注意：PLC讀取驅(qū)動器參數(shù)時必須使用兩個功能塊SFB52 / SFB53 (程序參見圖14)
舉例如下：
(1) 使用標(biāo)志位M10.0及功能塊SFB53將讀請求(數(shù)據(jù)集RECORD DB1)(圖15)發(fā)送至驅(qū)動器。
將M10.0設(shè)定為數(shù)值1啟動讀請求，當(dāng)讀請求完成后必須將該請求置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息。
(2) 使用標(biāo)志位M10.2及功能塊SFB52讀取參數(shù)的請求響應(yīng)(響應(yīng)塊DB2)(參見圖16) 。
將M10.2設(shè)定為數(shù)值1讀取參數(shù)請求響應(yīng)，完成后必須將該位置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息。
圖14. 讀取驅(qū)動器參數(shù)程序
圖15. “寫”請求數(shù)據(jù)塊DB1
圖16. 驅(qū)動器返回參數(shù)值數(shù)據(jù)塊DB2
4. S7-300/400PLC通過PROFINET非周期性通訊方式修改驅(qū)動器參數(shù)P1217。
舉例如下：
PLC寫參數(shù)時只需使用SFB53，在本項目的Network 4中發(fā)送寫請求DB101 (參見圖18) 到驅(qū)動器； PLC讀“寫參數(shù)”響應(yīng)時需使用SFB52，在本項目中讀取驅(qū)動器返回的參數(shù)值數(shù)據(jù)塊為DB102 (參見圖19) 。程序參見圖17。
(1) 將M11.0設(shè)定為數(shù)值1啟動寫請求，當(dāng)寫請求完成后必須將該請求置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息。
(2) 將M11.2設(shè)定為數(shù)值1讀請求，完成后必須將該請求置0，結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生，而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息。
圖17. 寫入驅(qū)動器參數(shù)程序
圖18. 寫請求DB101
圖19. 驅(qū)動器返回的數(shù)據(jù)塊DB102
描述
建議用 IE/PB Link PN IO V2.1 或更高版本 (訂貨號: 6GK1411-5AB00) 和SCALANCE W722-1 RJ45 V4.0.1 或更高的版本 (訂貨號: 6GK5722-1FC00-0AA0 和 6GK5722-1FC00-0AB0)來替代 IWLAN/PB Link PN IO，
IWLAN/PB Link PN IO 的替代方案可以用訂貨號6GK1417-5BB00 打包訂購，該訂貨號包含如下組件：
注意
由于 SCALANCE W722-1 無法在美國使用，所以此打包訂貨號不適用于美國。
IE/PB Link PN IO 和 IWLAN 客戶端一起使用時，請注意以下條件：
S7400電源模塊
6ES7 407-0DA02-0AA0
6ES7 407-0KA02-0AA0
6ES7 407-0KR02-0AA0
6ES7 407-0RA02-0AA0
6ES7 405-0DA02-0AA0
6ES7 405-0KA02-0AA0
6ES7 405-0RA01-0AA0
6ES7 971-0BA00
CPU
6ES7 412-3HJ14-0AB0
6ES7 414-4HM14-0AB0
6ES7 417-4HT14-0AB0
6ES7 400-0HR00-4AB0
6ES7 400-0HR50-4AB0
6ES7 412-1XJ05-0AB0
