S7-300/400与SINAMICS G150之间的PROFIBUS DP通讯

1 概述
S7-300/400与SINAMICS G150 之间通过PROFIBUS DP 总线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可实现周期性数据交换；使用标准S7功能块SFC58 / SFC59，可以实现非周期性数据交换，读写 SINAMICS G150 的参数。S7-300/400与SINAMICS G150装置的连接，如下图所示：

图1 S7-300/400与SINAMICS G150装置的连接

2 SINAMICS G150站地址设置及硬件组态
SINAMICS G150的PROFIBUS DP站地址设置有两种方法：
（1）通过CU320控制单元上DIP拨码开关，设置站地址，有效地址值为1….126，设定方法如表1所示，将DIP开关拨“ON”处，多个开关激活，将有效位进行加法运算， 1+4+32=37，表示站地址是37，注意：通过拨码开关改变地址时应断掉SINAMICS G150 电源，否则，更改的站地址是无效的。

表1 DIP开关设定PROFIBUS DP地址

（2） 在拨码开关全部拨到OFF或ON状态，可以利用参数P918设置站地址。
S7-300/400的硬件组态，如图2所示，在硬件组态中设定的SINAMICS G150站地址应与SINAMICS G150 实际的站地址一致，本例中采用站地址是6。

图2 硬件组态

3 通讯报文设置
SINAMICS G150有多种报文结构进行选择，详细描述请参考：SINAMICS_G150_operating-instructions手册，表2为报文结构。

表2 报文结构

报文结构是999为用户自定义报文，当用户选择此报文结构时，SINAMICS G150的起、停控制位等需自己做关联。此时必须将PLC控制请求置1（P854=1）。
注意：在做S7-300/400硬件组态时，需要配置报文结构，图3是STEP7中的报文设置，配置结束后进行编译保存；然后，打开STARTER，核对报文结构是否一致，图4是STARTER软件中报文的设置，若不一致需在STARTER软件中打开“configuration”做调整后点击“Transfer to HW config”按钮。

图3 STEP7中的报文设置

图4 STARTER软件中报文设置

4 用PROFIBUS DP总线对SINAMICS G150起、停及速度控制
S7-300/400 PLC通过PROFIBUS DP周期性通讯方式将控制字1和主设定值发送至SINAMICS G150 ，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” 指令和功能块SFC14和SFC15进行数据传送。
下面分别采用“MOVE” 指令进行数据传送和调用SFC14和SFC15系统功能块进行数据传送加以说明。
例程文件名为：“G150_DP控制字、主给定值的发送及状态字和实际频率读出程序.rar”，链接： G150_DP1.rar

注:程序中选择标准报文1

1、采用“MOVE” 指令进行数据传送：
（1）在例程中，在变量表“SINAMICS G150 start_up”中，分别强制M1.0、M1.1为1；
（2）通过MW2发送控制字1，首先写入047E，然后写入047F，SINAMICS G150 开始运行，如停止SINAMICS G150 ，发送047E，使SINAMICS G150 停止运行，变量表如图5所示；
（3）MW4写入的是主设定值，速度设定值要经过标准化，4000H（十六进制）对应于
100%，发送的最大值为7FFFH（200%），所设定的百分数乘以P2000 中设定的参考速度， 就是给定速度；
（4）在MW6中能显示状态字1，变量表如图5所示；
（5）MW8中能显示实际运行速度，此处为十六进制，4000H表示100％。控制程序如图6所示。

图5 变量表中的内容

图6 “MOVE”指令控制程序

2、SFC14和SFC15系统功能块进行数据传送：
SFC14（“DPRD_DAT”）用于读取SINAMICS G150 过程数据，SFC15 （“DPWR_DAT”）用于将过程数据发送到SINAMICS G150 。
（1）控制SINAMICS G150 运行：
通过先发送控制字047E然后发送047F来启动SINAMICS G150 ，控制字1在 DB1.DBW20中指定，主设定值在DB1.DBW22中设定，参看图7；所有的这些变量在变量 表“SINAMICS G150 start_up”中设定及监控，图8是变量表的内容，图9是程序内容。
（2）停止SINAMICS G150 ：
发送控制字047E至SINAMICS G150 ，使SINAMICS G150 停止运行。
（3）读取SINAMICS G150 状态字及速度实际值：
S7-300/400 接收SINAMICS G150 状态字1，存放在DB1.DBW30中；接收SINAMICS G150 传来的速度实际值，存放在DB1.DBW32中，参看图7，在变量表“SINAMICS G150 start_up”中能监控到SINAMICS G150 状态和速度实际值。

图7 数据块 DB1

图8 变量表

图9 控制程序

5 SINAMICS G150 参数的读取及写入

（1）扩展PROFIBUS DP功能（DPV1）
非周期性数据传送模式允许：
• 交换大量的用户数据（最多240 bytes）
• DPV1支持DS47非周期数据交换

（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，如表3所示。

表3 参数请求格式

参数应答格式，如表4所示，关于参数请求及应答描述，参考表5。

表4 参数应答格式

表5 参数请求及应答描述

在表6 中，是关于DPV1参数应答中的错误值描述。

表6 DPV1参数应答中的错误值描述

（3）S7-300/400 通过PROFIBUS DP非周期性通讯方式读取SINAMICS G150 参数
使用S7-300/400 PLC通过PROFIBUS DP非周期性通讯方式读取SINAMICS G150 参数，可以读一个参数下的多个索引值，或多个参数下的多个索引值。PLC读取SINAMICS G150 参数时必须使用两个功能块SFC58 / SFC59 ，程序参见图14。

例程文件名：“G150_DP读参数r945程序.rar” 链接：G150_DP2.rar
以读取一个参数下的一个索引值为例（读参数r945.0）：

a．使用标志位M10.0及功能SFC58块将读请求（数据块DB2如图10所示），发送至SINAMICS G150，将M10.0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。MW300（RET_VAL）显示错误代码，用于表示数据传输时发生的错误。在变量表G150_read（如图11所示）中，按照表3参数请求格式进行设定，在DB1.DBW6中设定945，在DB1.DBW8中设定0，表明读请求中要读取r945.0中的数值。

图10 “写”请求数据块DB2

图11 变量表G150_read内容

b．使用标志位M10.1及功能SFC59块将读应答发送至S7-300/400 ，SINAMICS G150 将参数值发送到DB3，图12是数据块DB3的内容。将M10.1设定为数值1启动读应答，当读应答完成后必须将M10.1该请求置0。MW400 (RET_VAL) 显示包括错误代码。在变量表G150_read1（如图13所示）中，能够读到相应读应答，DB3.DBW6中读到的是7861，表明此时参数r945.0=7861。

图12 响应数据块DB3

图13变量表G150_read1内容

图14 读取SINAMICS G150 参数程序

（4）S7-300/400通过PROFIBUS DP非周期性通讯方式写SINAMICS G150 参数
使用S7-300/400 PLC通过PROFIBUS DP非周期性通讯方式写SINAMICS G150 参数，可以写一个参数下的多个索引值，或多个参数下的多个索引值。写参数时只需使用SFC58 ，如果需要读取写参数响应时需使用SFC59，程序参见图18。

例程文件名：“G150_DP写参数P1120程序.rar”  链接：G150_DPP1120.rar
以写参数P1120 为例 ，加以说明。

a．使用标志位M10.2及SFC58 功能块将写请求（数据块DB4如图15所示）发送至SINAMICS G150，将M10.2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。MW500（RET_VAL）显示错误代码，用于表示数据传输时发生的错误。在变量表G150_write（如图16所示）中，按照表3中的参数请求格式进行设定，在DB4.DBW6中设定1120，在DB4.DBW8中设定0，表明将DB4.DBD12中的数值写入参数P1120.0中。

图15 写请求数据块DB4

图16变量表G150_write中的内容

b． 使用标志位M10.3及功能SFC59块将写应答发送到S7-300/400 数据块DB5中，数据块DB5的内容，参看图17，将M10.3设定为数值1启动读请求，当读请求完成后必须将M10.3置0。MW504 (RET_VAL) 显示错误代码。在变量表G150_write（如图16所示）中，能够读到相应写请求响应，DB5.DBB1中为02，表明写请求已相应，从SINAMICS G150 中读到参数P1120已经被更改，表明参数P1120已修改完成。

图17数据块DB5

图18 写SINAMICS G150 参数程序

6 程序参考实例
S7-300/400与SINAMICS G150之间的PROFIBUS DP通讯例程请参考附带文件，文件名如下：
G150_DP控制字、主给定值的发送及状态字和实际频率读出程序.rar
链接：G150_DP1.rar
读参数示例程序请参考附带文件：G150_DP读参数r945程序.rar
链接：G150_DP2.rar
写参数示例程序请参考附带文件：G150_DP写参数P1120程序.rar
链接：G150_DPP1120.rar

关键词
S7-300/400、SINAMICS G150 、通讯

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