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操作指南
3.0 分
S7-1200与G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS通信 第3部分 非周期通信读写变频器参数
文档编号：A0660|
文档类型：操作指南|
发布时间：2024年01月29日
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本文通过示例详细介绍配置S7-1200与G120 CU240X-2 DP控制单元之间的PROFIBUS 非周期通信。
1 G120 PROFIBUS通信功能概述
SINAMICS G120第二代控制单元CU240B-2 DP、CU240E-2 DP、CU240E-2 DP F支持基于PROFIBUS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--通过该通信PROFIBUS主站可将控制字和主设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。G120最多可以接收和发送8个过程数据。该通信使用周期性通信的
PZD通道（过程数据区），变频器不同的报文类型定义了不同数量的过程数据（PZD）。
> 变频器参数访问--提供PROFIBUS主站访问变频器参数的接口，有两种方式能够访问变频器参数：
- 周期性通信的PKW通道（参数数据区）：通过PKW通道主站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。
- 非周期性通信：主站采用PROFIBUS-DPV1通信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CU240E-2 DP F的PROFIBUS 非周期通信，介绍如何通过非周期通信读写多个变频器参数。
2 非周期通信
非周期通信工作模式：主站调用“WRREC” 指令将“参数请求”写入从站，从站内部处理后，主站调用“RDREC”指令读取包含“参数应答”数据记录。“参数请求”和“参数应答”的数据内容应遵照PROFIdrive参数通道（DPV1）数据集DS47（非周期参数通道结构）。“参数请求”包括读参数和写参数请求，其数据结构参考表2-1。参数请求结构字段的说明参考表2-2。“参数应答”包括读参数和写参数应答，其数据结构参考表2-3。参数应答结构字段说明参考表2-4。参数应答中的故障值说明1、参数应答中的故障值说明2参考表2-5和表2-6。使用非周期通信对读写参数数量没有限制，但每个读写任务最大为240个字节。
表2-1 参数请求数据结构
| 字节n | 字节n+1 | n值 | |
| 报文头 | 请求参考 | 请求ID | 0 |
| 驱动对象ID | 参数数量m | 2 | |
| 参数1 | 属性 | 索引的数量 | 4 |
| 参数号 | 6 | ||
| 第一个索引的编号 | 8 | ||
| 参数2 | … | … | |
| … | … | … | |
| 参数m | … | … | |
| 参数1的值* (*只有写任务) | 数据格式 | 参数值数量 | |
| 参数值 | |||
| … | |||
| 参数2的值* | … | ||
| … | … | ||
| 参数m的值* | … | ||
表 2-2 参数请求结构字段说明
| 字段 | 数据类型 | 数值(十六进制) | 说明 |
| 请求参考 | 8位无符号数 | 01….FF | 用于区分对应的请求和应答。主站改变每个新的请求的索引号，从站在相应的应答中返回请求的索引号。 |
| 请求ID | 8位无符号数 | 01 02 | 区分请求的类型读任务写任务 |
| 驱动对象ID | 8位无符号数 | 01 | 用于区分驱动对象，固定为01hex |
| 参数数量m | 8位无符号数 | 01….27 | 访问的参数的个数 |
| 属性 | 8位无符号数 | 10 20 | 访问参数元素的类型数值描述(只有读任务) |
| 索引数量 | 8位无符号数 | 00….EA | 要访问的参数中多个索引的数量(参数无索引时00hex) |
| 参数号 | 16位无符号数 | 0001….FFFF | 访问的参数号 |
| 索引编号 | 16位无符号数 | 0000….FFFF | 要访问的参数中多个索引的第一个索引的下标(参数无索引时0000hex) |
| 数据格式 | 8位无符号数 | 02 03 04 05 06 07 08 10 13 41 42 43 | 通过数值判断参数值的数据类型8位整型16位整型32位整型8位无符号数16位无符号数32位无符号数浮点数8位数据串(Octet String)(长度16bit)时间差(Time Difference)(长度32bit)字节字双字 |
| 参数值数量 | 8位无符号数 | 00….EA | 说明随后的参数值的个数 |
| 参数值 | 16位无符号数 | 0000….FFFF | 参数值 |
表2-3参数应答数据结构
| 字节n | 字节n+1 | n值 | |
| 报文头 | 请求参考映射 | 应答ID | 0 |
| 驱动对象ID映射 | 参数数量m | 2 | |
| 参数1的值* (*只有读任务) | 数据格式 | 参数值数量 | 4 |
| 参数值或错误值 | 6 | ||
| … | … | ||
| 参数2* | … | … | |
| … | … | … | |
| 参数m* | … | … | |
表 2-4 参数应答结构字段说明
| 字段 | 数据类型 | 数值(十六进制) | 说明 |
| 请求参考映射 | 8位无符号数 | 01….FF | 返回请求参考与请求相同 |
| 应答ID | 8位无符号数 | 01 81 02 82 | 读任务 读任务没有完整执行 写任务 写任务没有完整执行 |
| 驱动对象映射 | 8位无符号数 | 00….FF | 驱动对象号与请求相同 |
| 参数数量m | 8位无符号数 | 01….27 | 返回的参数的个数与请求相同 |
| 数据格式 | 8位无符号数 | 02 03 04 05 06 07 08 10 13 41 42 43 44 | 通过数值判断参数值的数据类型 8位整型 16位整型 32位整型 8位无符号数 16位无符号数 32位无符号数 浮点数 8位数据串(Octet String)(长度16bit) 时间差(Time Difference)(长度32bit) 字节 字 双字 错误 |
| 参数值数量 | 8位无符号数 | 00….EA | 说明随后的参数值的个数 |
| 参数值或错误值 | 16位无符号数 | 0000….00FF | 参数值或错误时的错误号 |
表 2-5 参数应答中的故障值说明1
表 2-6 参数应答中的故障值说明2
3 S7-1200与CU240X-2 DP的PROFIBUS 非周期通信实例
3.1 S7-1200组态
CU240E-2 DP F非周期通信与所选择的报文结构无关，选择任何一种报文格式都可以进行非周期通信，在使用系统功能“RDREC”和“WRREC”读写变频器数据记录时需要使用报文标识符。本示例以组态353报文为例。
S7-1200与CU240X-2 DP的PROFIBUS通信基本组态过程以及变频器通信参数设置请参考《S7-1200与G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS PZD通信》文档，在此不做详细介绍。
• 组态与CU240E-2 DP F通信报文
1） 将硬件目录中“SIEMENS telegr 353, PKW+PZD-2/2”模块拖拽到“设备概览”视图的第1个插槽中，系统自动分配了输入输出地址。
2）为方便编程将插槽1的PKW区重命名为“PKW”（在调用系统功能“RDREC”和“WRREC”时将用到此名字），将插槽2的PZD区重命名为“PZD”。
图3-1组态与CU240E-2 DP F通信报文
• 编程：在S7-1200中调用扩展指令“RDREC”读取从站数据记录区，调用扩展指令“WRREC”写入从站数据记录区。
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 -> 驱动器 -> RDREC和WRREC”指令拖拽到程序编辑窗口中；
3） 分别指定“RDREC和WRREC”的背景数据块，使用系统自动分配即可，点击“确认”按钮。
图3-2 S7-1200编程
• 为系统功能“RDREC”和“WRREC”分配硬件标识：
1） 单击块参数“ID”；
2） 在下拉列表中选择“PKW[AI/AO]”。
图3-3分配硬件标识符
• 为系统功能“RDREC”和“WRREC”分配其它参数：
1） 块参数INDEX = 472） M10.0上升沿触发写任务，M20.0上升沿触发读任务。3） WRREC写入缓冲区从MB100开始的40个字节；4） RDREC读取缓冲区从MB200开始的40个字节；5） 其它参数分配请参考右图。
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P2900、P2902[2]~P2902[5]多个参数值
通过非周期通信读P2900、P2902[2]~P2902[5]参数值，变量表模拟程序参考图3-5。
- 按照读参数请求结构将数据写入“WRREC”数据缓冲区MB100~MB115的16个字节中，数据格式参考表3-1 ；
- 设置写数据记录长度16个字节，MW16 = 16；
- 设置M10.0 = 1，启动“WRREC”写从站数据记录任务；MD12指示“WRREC”指令执行状态，具体状态含义请参考TIA PORTAL在线帮助；
- 写数据记录完成后，设置M20.0 = 1，启动“RDREC”读从站数据记录任务；
- MW26中指示读取从站数据记录的长度28字节，MD22指示“RDREC”指令执行状态；
- 按照读参数应答结构分析MB200~MD227中28字节的数据，数据格式参考表3-2，读取到的P2900=33.0，P2902.2=10.0，P2902.3=20.0，P2902.4=50.0，P2902.5=100.0；
图3-5 S7-1200读取P2900、P2902[2]~P2902[5]多个参数值
表3-1 读参数 - 写数据记录请求
| 字节n | 字节n+1 | 地址 | |||
| 报文头 | 请求参考 | 01hex | 请求ID | 01 hex | MW100 |
| 驱动对象ID | 01 hex | 参数数量m | 02 hex | MW102 | |
| 参数1 | 属性 | 10 hex | 索引的数量 | 00 hex | MW104 |
| 参数号 = 0B54 hex | MW106 | ||||
| 第一个索引的编号 = 0000 hex | MW108 | ||||
| 参数2 | 属性 | 10 hex | 索引的数量 | 04 hex | MW110 |
| 参数号 = 0B56 hex | MW112 | ||||
| 第一个索引的编号 = 0002 hex | MW114 | ||||
表3-2读参数 - 读数据记录应答
| 字节n | 字节n+1 | 地址 | |||
| 报文头 | 请求参考映射 | 01hex | 应答ID | 01 hex | MW200 |
| 驱动对象ID映射 | 01 hex | 参数数量m | 02 hex | MW202 | |
| 参数1的值 | 数据格式 | 08 hex | 参数值数量 | 01hex | MW204 |
| 参数值 = 33.0(浮点数) | MW206 | ||||
| MW208 | |||||
| 参数2的值 | 数据格式 | 08 hex | 参数值数量 | 04hex | MW210 |
| 参数值 = 10.0(浮点数) | MW212 | ||||
| MW214 | |||||
| 参数值 = 20.0(浮点数) | MW216 | ||||
| MW217 | |||||
| 参数值 = 50.0(浮点数) | MW220 | ||||
| MW222 | |||||
| 参数值 = 100.0(浮点数) | MW224 | ||||
| MW226 | |||||
3.3示例2：修改P2900、P2901参数值
通过非周期通信设置P2900=11.0、P2901=22.0，变量表模拟程序参考图3-6。
- 按照写参数请求结构将数据写入“WRREC”数据缓冲区MB100~MB127的28个字节中，数据格式参考表3-3；
- 设置写数据记录长度28个字节，MW16 = 28；
- 设置M10.0 = 1，启动“WRREC”写从站数据记录任务；MD12指示“WRREC”指令执行状态，具体状态含义请参考TIA PORTAL在线帮助；
- 写数据记录完成后，设置M20.0 = 1，启动“RDREC”读从站数据记录任务；
- MW26中指示读取从站数据记录的长度4字节，MD22指示“RDREC”指令执行状态；
- 按照写参数应答结构分析MB200~MD3中4字节的数据，数据格式参考表3-4，正确写入P2900=11.0、P2901=22.0。
图3-6 S7-1200写P2900、P2901参数值
表3-3 写参数 - 写数据记录请求
| 字节n | 字节n+1 | 地址 | |||
| 报文头 | 请求参考 | 01hex | 请求ID | 02 hex | MW100 |
| 驱动对象ID | 01 hex | 参数数量m | 02 hex | MW102 | |
| 参数1 | 属性 | 10 hex | 索引的数量 | 01 hex | MW104 |
| 参数号 = 0B54 hex | MW106 | ||||
| 第一个索引的编号 = 0000 hex | MW108 | ||||
| 参数2 | 属性 | 10 hex | 索引的数量 | 01 hex | MW110 |
| 参数号 = 0B55 hex | MW112 | ||||
| 第一个索引的编号 = 0000 hex | MW114 | ||||
| 参数1数值 | 数据格式 | 08hex | 参数值数量 | 01hex | MW116 |
| 参数值 = 11.0(浮点数) | MW118 | ||||
| MW120 | |||||
| 参数2数值 | 数据格式 | 08hex | 参数值数量 | 01hex | MW122 |
| 参数值 = 22.0(浮点数) | MW124 | ||||
| MW126 | |||||
表3-3 写参数 – 读数据记录应答
| 字节n | 字节n+1 | 地址 | |||
| 报文头 | 请求参考映射 | 01hex | 应答ID | 01 hex | MW200 |
| 驱动对象ID映射 | 01 hex | 参数数量m | 02 hex | MW202 | |
4 文档说明
S7-1200与G120 CU240X-2 DP之间的PROFIBUS通信入门指南包含3个部分：
> 《S7-1200与G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS 通信 第1部分 控制变频器起停及调速》：介绍S7-1200通过周期性通信
PZD通道（过程数据区）控制和检测变频器状态。
> 《S7-1200与G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS 通信 第2部分 周期通信读写变频器参数》：介绍S7-1200通过周期性通
信PKW通道（参数数据区）读写变频器参数。
> 《S7-1200与G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS通信 第3部分 非周期通信读写变频器参数》：介绍S7-1200通过非周期
性通信读写变频器参数。
本文档为第3部分，另外2部分文档可在西门子下载中心搜索下载。
下载中心地址：73908838,73911891
注：有关PROFIBUS 通信内容更详细信息请参考《CU240E-2操作手册》
关键词
G120, CU240E-2 DP, CU240B-2 DP, S7-1200, PROFIBUS, 非周期通信
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