S7-1200 与 G120 CU250S-2PN 的 PROFINET 通讯(周期通讯读写变频器参数)

显示全部楼层 · 2024-4-16 16:42:34

1、PROFINET IO 通讯功能概述
SINAMICS G120 的控制单元CU250S-2 PN 支持基于PROFINET 的周期过程数据交换和变频器参数访问。
周期过程数据交换
PROFINET IO 控制器可以将控制字和主给定值等过程数据周期性的发送至变频器，并从变频器周期性的读取状态字和实际转速等过程数据。
变频器参数访问
提供PROFINET IO 控制器访问变频器参数的接口，有两种方式能够访问变频器的参数：
1. 周期性通讯的PKW 通道（参数数据区）：通过PKW 通道PROFINET IO 控制器可以读写变频器参数，每次只能读或写一个参数，PKW 通道的长度固定为4 个字。
2. 非周期通讯：PROFINET IO 控制器通过非周期通讯访问变频器数据记录区，每次可以读或写多个参数。
本文通过示例介绍S7-1200 与G120 CU250S-2 PN 的PROFINET PKW 通讯，以组态标准报文353 为例介绍通过S7-1200 如何通过PKW通讯读r2902[5]参数值、写P1121 参数。
2、参数通道（PKW）的数据结构
PKW 通讯工作模式：主站发出请求，变频器收到主站请求后处理请求，并将处理结果应答给主站。

图 2-1 PKW 通讯原理

图 2-2 PKW 参数通道的结构
PKW 通讯的请求和应答数据总是包含4 个字，第1 个字和第2 个字传送参数号、索引以及任务类型（读或写），第3 个和第4 个字传送参数内容。
2.1 PKE：PKW 第 1 个字
· AK：位 12~15 包含了任务 ID 或应答 ID，任务 ID 参考表 2-1，应答 ID参考表 2-2 ；
· SPM：始终为 0；
· PNU：参数号 < 2000 PNU = 参数号。参数号≥ 2000 PNU = 参数
号减去偏移，将偏移写入分区索引中（ IND 位 7 … 0 ）。

图 2-3 PKE 结构

表2-1 控制器发送给变频器的任务ID
1) 所需参数元素在 IND（第 2 个字）中规定。
2) 以下的任务 ID 是相同的：1 ≡ 6、2 ≡ 7、3 ≡ 8。
我们建议使用 ID 6、7 和 8。

表2-2 变频器发送给控制器的应答 ID
1) 所需参数元素在 IND（第 2 个字）中规定。
2) 所需含索引的参数元素在 IND（第 2 个字）中规定。

表2-3 应答 ID = 7 中的错误号

2.2 参数索引 IND：PKW 第 2 个字
· 子下标（参数下标）：标识变频器参数的子索引（参数下标）值。例如P0840[1]中括号中的“1”即为参数下标。
· 分区下标：变频器参数偏移量，配合 PNU 确定参数号。例如 P2902 的分区下标 = 0x80，分区下表查询请参考表 2-4。

图2-4 IND 结构

表2-4 分区下标设置
2.3 参数值 PWE：PKW 第 3、4 个字
参数值 PWE 总是以双字方式（ 32 位）发送，一条报文只能传送一个参数值。
· 32 位的参数值由 PWE1（第 3 个字）和 PWE2（第 4 个字）两个字组成；
· 16 位的参数值以 PWE2 表示，PWE1 为 0；
· 8位的参数值以 PWE2 中位 0…7 表示，高 8 位和 PWE1 为 0；
· BICO 参数：PWE1 表示参数号，PWE2 位 10…15 为 1，PWE2 位0…9 表示参数的索引或位号。
3、S7-1200 与CU250S-2 PN 的PROFINET PKW 通讯实例
3.1 S7-1200 组态
CU250S-2 PN 控制单元支持两种 PKW 通讯报文：353 报文和 354 报文，它们的区别在于过程值通道 PZD 数量的不同，PKW 通道功能完全相同。本示例以组态 353 报文为例。
S7-1200 与 CU250S-2 PN 的 PROFINET 通讯基本组态过程以及变频器通讯参数设置请参考《S7-1200 与 G120 CU250S-2 PN 的 PROFINET PZD 通讯》文档，在此不做详细介绍。
3.1.1 组态 CU250S-2 PN 通讯报文
1. 将硬件目录中“SIEMENS telegram 353, PKW+PZD-2/2”模块拖拽到“设备概览”视图的插槽中，系统自动分配了输入输出地址，本示例中分配PKW 的输入地址 IB68~IB75，输出地址 QB64~QB71，分配 PZD 的输入地址 IW76、IW78，输出地址 QW72、QW74。

图 3-1 组态与 CU250S-2 PN 通讯报文
3.1.2 编程
在 S7-1200 中调用扩展指令“DPRD_DAT”读取 PKW 区数据，调用扩展指令“DPWR_DAT”写入PKW 区数据。
1. 双击项目树下的“Main（OB1）”打开 OB1 程序编辑窗口；
2. 扩展指令目录中“分布式 I/O -> 其它 -> DPRD_DAT 和 DPWR_DAT ”指令拖拽到程序编辑窗口中。

图 3-2 S7-1200 编程
3.1.3 为系统功能“DPRD_DAT”、“DPWR_DAT”分配硬件标识
1. 单击块参数“LADDR”；
2.在下拉列表中选择“SIEMENS_telegram_353,_PKW+PZD-2_2[AI/AO]”。

图 3-3 分配硬件标识符
3.1.4 为系统功能“DPRD_DAT”、“DPWR_DAT”分配其他参数
1. DPRD_DAT 读取缓冲区从MB100 开始的 12 个字节；
2. DPWR_DAT 发送缓冲区从MB200 开始的 12 个字节；
注意：也可以使用 DB 块作为缓冲区，创建 DB 时请将块访问模式定义为“标准-与 S7-300/400 兼容”模式。

图 3-4 分配其它参数
3.2 示例 1：读取参数r2902[5]数值
将 MB200~MB207 的 8 个字节请求数据发送到变频器，变频器返回的响应数据保存在MW100~MB107 的 8 个字节中。读取参数 P2902[5]值的请求数据格式参考表 3-1，变频器响应数据格式参考表 3-2。
r2902 参数范围在 2000…3999 之间，根据表 2-4 设置分区索引值为 0x80。PNU = 2902-2000 = 902（十进制）= 386 （十六进制）。
通过变量表模拟程序读取参数 r2902[5] = 100.0，参考图 3-5。

图3-5 S7-1200 读r2902[5]参数

表3-1 读取参数r2902[5]值的请求数据格式，PLC-〉变频器

表3-2 读取参数r2902[5]值的响应数据格式，变频器 -> PLC
3.3 示例2：修改参数P1121 数值
将MB200~MB207 的8 个字节请求数据发送到变频器，变频器返回的响应数据保存在MW100~MB107 的8 个字节中。修改参数P1121 值的请求数据格式参考表3-3，变频器响应数据格式参考表3-4。
P1121 参数范围在0…1999 之间，根据表2-1 设置分区索引值为0x00。
PNU = 1121（十进制）= 461 （十六进制）。
通过变量表模拟程序修改参数P1121 = 5.0，参考图3-6。

图3-6 S7-1200 写P1121 参数

表3-3 修改参数P1121 值的请求数据格式，PLC -> 变频器

表3-4 修改参数P1121 值的响应数据格式，变频器 -> PLC
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