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1、基于Profibus DP 的西门子 PLC 与ABB 变频器之间的数据通讯摘要：本文介绍西门子 SIMATIC S7-300系列PLC 与ABB ACS550 系列变频器通过Profibus DP 现场总线的数据通讯。主要讨论了系统配置及通讯协议、STEP7 编程软件环境下的系统硬件组态及通讯编程和变频器运行参数设置等关键技术环节。该网络模型和硬件配置在我司地铁项目和其他工业传动控制领域均得到了广泛的应用。关键词：S7-300PLC；ABB变频器；Profibus-DP现场总线；数据通讯；通讯协议；系统组态Date Communication Between Siemens PLC and
2、ABB Frequency Converter Based on ProfibusDP Abstract：A data communication with Profibus DP between SIMATIC S7-300 series PLC and ABB ACS550 series Frequency Converter(FC)is discussed in this paperThe key technological points are focused such as the system configuration and communication protocol，the
3、 hardware configuration，communication programming and the FC parameters setting under STEP7 software programming environmentKeywords：S7-300 PLC；ABB Frequency Converter;Profubus-dp Fieldbus；Data Communication；Communication Protocol；System Configuration 1PROFIBUS 网络简介Profibus 是目前工控系统中最成功的现场总线之一，得到了广泛的
4、应用。它是不依赖于生产厂家的、开放式的现场总线，各种各样的自动化设备均可通过同样的接口协议进行信息的交换。PROFIBUS协议包括三个主要部分：PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery分布式外围设备），主要侧重于工厂自动化，它使用的是RS485传输技术；PROFIBUS-PA（Process Automation 过程自动化），典型的使用MBP-IS传输技术，扩展的 Profibus-DP，适用于过程自动化，PA将自动化系统和过程控制系统与压力、温度和液位变送器等现场设备连接起来，用来替代420MA 的模拟技术；PROFIBUS-FMS（Fieldbus Mess
5、age Specification 现场总线报文规范），适用于解决车间监控级通信。在这一层，中央控制器（例如PLC、PC等）之间需要比现场层更大量的数据传送，但通信的实时性要求低于现场；2系统配置及通讯协议 (1)系统配置该系统使用西门子公司 S7-300系列的 PLC 和ABB 公司ACS 550 系列变频器来实现全数字交流调速系统在Pr0fibus DP 网中的通讯及控制。变频器需要加装RPBA01 通讯模块，RPBA01 是与ABB 变频器配套的通讯适配器。编程软名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 3 页 -件为STEP7V5 4中文版软件，用于对 S7300
6、PLC编程和对 Profibus DP网进行组态和通讯配置。(2)通讯协议在本系统中，西门子 S7300 PLC 作为主站，变频器与 RPBA01 通讯适配器模块相连，接人 Profibus DP 网络中作为从站，主站向变频器发送运行指令，同时接受变频器反馈回来的运行状态及故障报警状态的信号。Profibus DP 通讯协议的数据电报结构分为协议头、网络数据和协议层。网络数据即 PPO 消息类型，包括参数值 PKW 及过程数据 PZD，ABB ACS550 系列变频器共有五种 PPO 类型可供选择。本文选择 PPO4 这种类型，共6个字的数据交换区，其中包含 2个控制字（PKW）和4个状态字(
7、PZD)。控制字（PKW）是变频器运行时要定义的参数，如启动信号、给定频率等；过程数据（PZD）是变频器运行过程中要返回给PLC 的一些参数，如频率给定值、速度反馈值、电流反馈值等。3.STEP7编程软件环境下的系统硬件组态及通讯编程(1)使用STEPTV5 4版编程软件，进入 Hardware Configure 完成S7-300 PLC(315-DDP)的硬件组态：(2)选定315-DDP 为主站系统，将 RPBA01 的GSD(设备数据库)文件(文件名为ABB_0812.GSD)导人STEP7 的编程环境中，软件组态 RPBA01 到以315-DDP 为主站的DP 网上，并选定使用的 P
8、PO 类型（PPO4），设定站点网络地址,保存编译并退出Hardwre Configure 环境。(3)在主PLC 程序中建立两个数据块 DB1 和DB2：DB1 用来发送控制数据给变频器，DB2 用来保存从变频器读回来的状态信息；在OB1 中分别调用系统功能 SFC14和SFC15，设置好相关的通讯地址和参数；在主PLC 程序中建立一个变量表并填入DB1 和DB2 中的相关数据地址，用来监控通讯数据；4变频器运行参数设置变频器与 PLC 用Profibus DP 现场总线连成网络后，除在PLC 自动化系统中进行编程外，在变频器上也要进行适当的参数设置。除常用的参数外，基本的通讯参数设置如下：
9、(1)51011 模块类型，本参数显示由传动装置探测到的模块型号。其参数值用户不可调整。如果本参数没有显示模块型号，则不能在模块与传动之间建立通讯。(2)51.0210 本参数设置 DP 通讯地址，必须与 PLC 硬件组态的地址一样，否则将无法建立通讯连接(3)51.031500 本参数设置通讯波特率，1500为1.5M(4)51.04=4 本参数设置 PPO 类型，要与 STEP7 中配置硬件时设置的一致，否则将无法建立通讯连接5变频器控制(1)变频器的启动停止 PKW 的第一个字为控制字，用来控制变频器的启动和停止。通过网络通讯来控制变频器的起停与非网络控制方式有所不同，非网络控制变频器起
10、停只需名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 3 页 -要一个启动或停止命令即可，而用网络控制时需要先后发送两个控制命令，第一个为变频器的“准备信号”，收到这个信号变频器便处于“软合闸”等待状态，并不运行；第二个命令为启动信号，收到这个命令后变频器才会按照给定的频率开始运行。(2)频率给定PKW 的第二个字为频率给定，变频器的频率就是通过这个字来设置的，其对应关系为十进制 020000对应频率 050 HZ，线型的对应关系。例如需要变频器运行于 25HZ,给定值应为 10000；需要变频器运行于 35HZ,给定值应为 14000；需要变频器运行于 50HZ,给定值应为 2
11、0000。(3)状态字 PZD 的应用PZD 状态字和 PKW 控制字有所不同，PKW 控制字是固定的，不可更改，PPO4模式中第一个 PKW 为控制字，第二个 PKW 为频率给定；PZD 状态字则是非固定的，需要自己定义，PZD 状态字可以反映出变频器的：本地/远程模式、变频器的当前电流、变频器的输出电压、变频器的连续运行时间、电机的实际转速（R/MIN）等等实际运行参数，需要什么参数就定义什么参数，通过PLC 程序中调用 SFC14 读回即可，非常灵活。6.结束语PLC 和变频器控制系统采用了Profibus DP 现场总线控制模式后，不但整个系统接线简单，而且运行稳定，操作简便，反馈的信息全面，可实时掌握电机的各种状态信息，可根据现场的工艺要求在后台随时修改参数，大大减少了人力和物力资源，真正实现了“分散控制，集中管理”。参考文献 西门子STEP7 5.4编程手册 ABB ACS550 变频器使用手册 ABB-RPOFIBUS适配器模块 RPBA01 用户手册名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 3 页 -