变频器与PLC的PROFIBUS-DP通信控制

通过PROFIBUS DP实现S7-300PLC与VACON NX系列变频器的通讯作者：美恒自动化（大连）有限公司郝晋松摘要：现代企业里，利用PROFIBUS—DP组成的工业控制网络，实现了从控制级到现场级通讯的一致。

根据笔者的实践，本文介绍了如何利用SIEMENS S7-300 PLC与V ACON NX 系列变频器通过PROFIBUS DP实现通讯。

关键词：主站从站参数过程数据(PPO)引言现场总线PROFIBUS能够满足生产过程中现场级数据的可存取性。

一方面它满足了传感器/执行器领域的通信需求，另一方面又具有单元级领域的所有网络通信功能。

PROFIBUS-DP是一种高速（数据传输速率9.6Kbps/s～12Mbps）、经济的设备级网络，主要用于现场控制器与分散I/O之间的通信，可满足交直流调速系统快速响应的时间要求。

PROFIBUS-DP的实时性远高于其他局域网，因而特别适用于工业现场。

为满足今后用户可能提出的要求，故开发通过PROFIBUS DP 实现S7-300PLC与VACON NX系列变频器的通讯。

一、硬件要求：1、CPU要求带PROFIBUS DP主站/从站接口；2、VACON NX系列变频器带NXOPTC3/C5可选接口板。

二、变频器硬件电路接线1、NXOPTC3板1）、BUS CONNECTOR/总线连接端子：1号端子：总线电缆屏蔽层接线端子；2号端子：+5V电源；3号端子发送接收端子-正（B）；4号端子发送接收端子-负（A）；5号端子电源地（0V）。

2）、X1为总线电缆屏蔽层接地跳线器。

共有三种方式：1）、将屏蔽层通过X1接到变频器外壳（屏蔽层接至1号端子），X1在ON位置，见左1图。

2）、将屏蔽层通过RC滤波电路接至变频器外壳。

此时，X1在OFF位置。

3）、直接将屏蔽层接至变频器壳体，见上彩图。

此时，X1可在任意位置。

4）、X6为终端电阻选择跳线器。

如果VACON NX变频器为DP网络中的最后一个子站，则X6必须设置在ON位置，否则，在OFF位置。

变频器与S7-300/400的Profibus DP通讯举例在工业厂矿的生产应用中，利用PLC通过Profibus DP现场总线对变频装置进行控制，实现电机的启动，停车和调速最为常见。

下面通过一个具体的实例来讲述西门子6SE70系列变频器与S7-300/400的Profibus DP通讯的全过程。

硬件组态变频器：在STEP 7软件中创建一个项目，组态该项目的硬件设备，并建一个Profibus DP网络，6SE70系列变频器在Profibus DP->SIMOVERT文件夹里进行组态，并设定好通讯的地址范围，见图1：建立通讯DB块：一般地，读写数据都做在一个DB块中，且最好与硬件组态设定的I,O地址范围大小相同，便于建立对应关系和管理。

见图2：读变频器的数据的12个字节在DB0-DB11中，写给变频器的12个字节数据放在DB12-DB23中。

接下来还可以存放诸如通讯的错误代码以及与变频器有关的其它计算数据。

写通讯程序：通讯程序可以直接调用STEP 7编程软件的系统功能SFC14(DPRD_DAT),SFC15(DPWR_DAT)来实现。

例程段如下：CALL SFC14//变频器->PLCLADDR：=W#16#138//通讯地址：为硬件组态的起始地址，即Address中的312 RET_VAL：=DB15.DBW24//错误代码：查帮助可得具体含义RECORD：=P#DB15.DBX0.0 BYTE 12//传送起始地址及长度CALL SFC15//PLC->变频器LADDR：=W#16#138//通讯地址：为硬件组态的起始地址，即QAddress的312 RECORD：=P#DB15.DBX12.0 BYTE 12//传送起始地址及长度RET_VAL：=DB15.DBW26//错误代码：查帮助可得具体含义变频器参数设置：对于写变频器的数据是与变频器的K3001-K3016（参见变频器使用大全功能图）建立对应关系，读变频器的数据则是与变频器的参数P734建立对应关系，见图3：即DB15.DBW12-DB15.DBW22对应P734的W01-W06。

三菱变频器在PROFIBUS-DP现场总线的应用事例发布时间：11-05-12 来源：点击量：1499 字段选择：大中小三菱变频器在PROFIBUS-DP现场总线的应用事例三菱A、F、E系列变频器具有与PROFIBUS-DP现场总线连接的通讯功能，三菱Q系列PLC也能作为该网络的主站。

可由主站向变频器发送各类命令：启/停、多段速选择、频率设定、修改参数、故障复位等，主站从变频器读取相关信息：运行方向、输入输出端子状态、运行频率（转速）、电流、电压、参数内容、故障代码等。

故而能极大地方便了配有PROFIBUS-DP总线的用户。

具体操作过程如下：1）硬件配置：PLC侧---Q系列PLC基本三件套（基板、电源、CPU）+ PROF IBUS-DP主站模块（QJ71PB92D）；变频器侧---A、F系列变频器+ PROFIBUS-DP从站适配卡FR-A5NP或FR-E5NP（仅对E系列变频器）。

2）系统构成：3）参数设置：a 用设备数据文件（*.GSD）使主站识别PROFIBUS-DP总线下的设备功能及特点，在主站设置软件列表中已有部分厂商（包括三菱）的设备数据文件，如驱动、阀门、I/O、HMI、PLC等。

可选择与所用从站性质相符的文件，若列表中无对应的设备数据文件，可从国际互联网或三菱网站中下载（FR-A5NP对应名称:M EAU0865.GSD）b 启动设置软件GX Configurator-DP，在主站中设定相关参数，除链接模式（通常模式0 或扩展模式E）和站号（一个主站时应设0）。

c 其余内容（波特率、间隔时间、超时检测、控制时间等）均可取默认值。

进行总线设置时，也不必改动原设置，可确认默认值。

选择自动刷新。

d 建立从站并设定相关参数，选定除0以外的站号（1-125）和与CPU通讯的输入输出元件的编号（X、Y、M、D等），其余可用默认值。

在三菱变频器与该总线链接时，输入输出各占6个字元件（12字节），它们中包括了：参数号（P NU）和任务及应答ID（AK）、参数索引、参数值、变频器状态字。

西门子PLC与三菱变频器Profibus-DP通信的说明三菱电机自动化（中国）有限公司巢晓阳一．三菱变频器部分FR-A7NP是FR-A700和FR-F700系列变频器进行Profibus-DP通信的通信选件。

FR-A7NP E-kit是FR-E700系列变频器进行Profibus-DP通信的通信选件。

FR-A7NP与FR-A7NP E-kit的主体都是一样的，只是FR-A7NP E-kit比FR-A7NP多了一些用于安装到FR-E700系列变频器上面去的附件。

1．端子排列2．站号设置使用 FR-A7NP 上的节点地址开关可在“0H～7DH(16进制)”之间设定节点地址。

变频器复位或下次开机时此设定生效。

3．接线注：如选用标准Profibus电缆，需将红色线（Pin3，B）接D+，绿色线（Pin8，A）接D-。

4．相关参数设置在本例中，将Pr.340设置为10，重新上电后即进入网络运行模式。

二．西门子PLC部分（STEP7软件设置）1．安装GSD文件（FR-A7NP的GSD文件是melc08fa.gsd）2．在右侧窗口中选中FR-A7NP并拖至DP主站总线上3．在右侧窗口中选中PPO type2并拖至下面的窗口中三．相关说明1．PPO type2的格式：2．控制变频器正、反转运行（通过STW）的说明：根据之前在STEP7软件中的设置，在本例中STW即为QW40，所以：①如果要正转，则：STF信号（b11）为ON，STR信号（b12）为OFF，PZD启用（b10）为ON，控制启用（b3）为ON。

由此得出STW为1000 1100 0111 1111，即8C7F。

②如果要反转，则：STF信号（b11）为OFF，STR信号（b12）为ON，PZD启用（b10）为ON，控制启用（b3）为ON。

由此得出STW为1001 0100 0111 1111，即947F。

③如果要停止，则：STF信号（b11）为OFF，STR信号（b12）为OFF，PZD启用（b10）为ON，控制启用（b3）为ON。

PROFIBUS-DP与ACS800通讯设置步骤一.PROFIBUS-DP现场总线控制器PLC的设置:第一步:安装ABB变频器GSD文件 ABB_0812.GSD(可以在变频器的网站上下载到,使用STEP7组态软件,进入Hardware Configure,将RPBA-01的GSD(设备数据库文件导入STEP7的编程环境中,点击options——install GSD file 将ABB变频器的GSD文件导入STEP7中。

第二步:硬件组态(如:选定S7-315-2DP为主站系统,默认地址为2,将ABB的RPBA-01组态到S7-315-2DP为主站的DP网上,并选定使用的PPO类型,一般用PPO4,设定站点网络地址,然后编译存盘。

第三步:PLC主机从从站读取输入信息并把输出信息反送给从站,因此在PLC主程序OB1中调用两个系统功能块SFC14和SFC15来读写这些数据,实现到变频器的通信控制,并在PLC程序中建立一个数据块,用于变频器的数据通信。

可以通过控制字来实现传动设备的控制。

第三步:在2号从站的参数设置中,将Operation Mode改为Vendor Specific(即ABB传动协议;第四步:其它为默认配置;第五步:将配置下载到主站中。

通过以上几步的设置主站对从站2的输出区(OUTPUT的数据结构为:Output的第一个字是用于ABB 传动通信协议的控制字CW;Output的第二个字是变频器的给定值REF1;Output的第三个字是变频器的给定值REF2;Output的第四个字是变频器的给定值REF3(由ACS800变频器参数90.01决定;Output的第五个字是变频器的给定值REF4(由ACS800参数90.02决定;Output的第六个字是变频器的给定值REF5(由ACS800参数90.03决定。

主站对从站2的输入区(INPUT的数据结构为:Input的第一个字是用于ABB 传动通信协议的状态字SW;Input的第二个字是变频器的实际值ACT1(由ACS800参数92.02决定;Input的第三个字是变频器的实际值ACT2(由ACS800参数92.03决定;Input的第四个字是变频器的实际值ACT3(由ACS800参数92.04决定; Input的第五个字是变频器的实际值ACT4(由ACS800参数92.05决定;Input的第六个字是变频器的实际值ACT5(由ACS800参数92.06定二.ACS800变频器的参数设置步骤:第一步:将ACS800变频器PROFIBUS适配器模块安装到变频器上;第二步:按照适配器模块的用户手册调整硬件(如站号等第三步:此时需要在本地模式下(按LOC/REM选择设定和确认以下参数:(按FAR 进入参数选择模式,用单双箭头选择,ENTER键进入参数或参数组的设定首先将参数98.02改为FIELDBUS(表示RPBA-01通讯摸板被激活;;并确定参数98.07为ABB DRIVES(作用是选择传动单元的通讯协议;第四步:修改51组参数(51这组参数只有安装了现场总线适配器模块并且该模块被参数98.02激活后才是可见的,并且被自动配置可以不用设置。

自动化控制 • Automatic Control118 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering 【关键词】西门子 PLC 施耐德 ATV71/61变频器 Profibus-DP 通信随着信息技术的不断发展，大型企业均采用全数字集成控制，主要通过主控计算机对数据进行收集以及运算。

Profibus-DP 是一个性能较强的高速现场总线，具有读取主站信息的功能，并能够将主站周期的信息向从站发送。

主要有两种介质访问模式，第1种为分散模式，该模式主要采用令牌传递原理，第2种为集中方式，该模式主要采用主从通信原理，连接方式主要采用双线电缆或光缆，RS-485双绞线进行连接，拓扑结构可为多种形状，例如，环形，星星或树型。

1 西门子P L C 与A T V 71/61变频器的Profibus-DP连接主要采用集中介质访问模式，常用的拓扑结构为树形结构，下文主要应用此类型进行叙述。

1.1 通信卡接头管脚结构及相关定义想要实现ATV71/61变频器与Profibus-DP 网络的连接，VW3A3307通行卡是必不可少的条件，应保证Profibus-DP 通信卡具有9针SUB-D 连接器，同时，不需要任何额外的设备相连接，使用标准的Profibus-DP 电缆及接头进行连接即可。

1.2 通信卡的设置通讯卡在设置过程中，需要设置从站地址。

设置完成后，通过拨动拨码开关，完成开关设置，向上波动为ON ，向下拨动为OFF 。

开关组通常以二进制代码向十进制转换，即可设置从站地址，地址为23的拨码为00010111，第1支为89的拨码对应为01011001，寻址开关放置到ON 上就可以与ATV71/61系列变频器连接，拨到OFF 处能够西门子PLC 与施耐德ATV71/61变频器的Profibus-DP 通信文/盛丽娜变频器的启动、停止，频率设定等通信离不开PLC 和变频的支持，可实现多电机之间的同步运行，具有传输距离远，成本低，抗干扰能力强的特点。

PLC控制系统采用PROFIBUS-DP技术实现变频器通讯控制的应用摘要：本文简要介绍了施耐德PLC控制系统，采用PROFIBUS-DP方式实现与西门子MM440变频器通讯控制的应用，并例举了施耐德PLC控制器通讯控制程序实例，PTQ通讯模板配置实例，及西门子MM440变频器通讯参数设置实例。

关键词：PROFIBUS-DP通讯技术 PTQ通讯模块 MM440变频器通讯参数设置引言自动控制系统中，采用4个施耐德140CPU65150型PLC控制站，实现了配料混合系统、烧结冷却系统及其辅助系统、成品整粒系统及其运输、原燃料接受和循环加水等系统生产的全自动化控制。

在烧结机、环冷机和配料皮带秤等重要调速控制设备中，采用了先进的PROFIBUS-DP数字通讯控制技术和西门子MM440变频器，实现了高精度数字调速控制。

1 PROFIBUS-DP通讯技术简介PROFIBUS以ISO7498为基础，以OSI（open system interconnection）作为参考模型，定义了物理传输特性、总线存取协议和应用功能。

其传输速率为9.6kbps-12Mbps，最大传输距离在12Mbps时为100m，在1.5Mbps时为400m，可用中继器延长至10km。

PROFIBUS-DP是专门为自动控制系统和设备分散的I/O之间进行的通讯而设计的。

直接数据链路映像（DDLM）提供的用户接口，使得对数据链路层的存取变的简单方便，传输可使用RS- 485传输技术。

2 PROFIBUS-DP通讯硬件配置2.1施耐德PLC控制站配置在施耐德PLC控制站硬件配置中，利用施耐德unity pro XL4.0编程组态软件，对PLC控制站中电源模块、CPU模块、以太网通讯模块、I/O模块等进行了如下图的基本硬件配置，其中PTQ-PDPMV1为PROFIBUS-DP通讯模块，安装于控制站中第6槽。

图1 施耐德PLC控制站基本配置示意图2.2 PTQ通讯模块配置PTQ-PDPMV1PROFIBUS DPV1 Master通讯模块是ProTalk公司为施耐德Quantum系列开发的第三方通讯组件，简称PTQ通讯模块。