李君杰

摘要：运用西门子驱动强大的通讯功能，实现S7 PLC通过PROFIBUS通信控制MM440变频器，并传输实时的过程数据至触摸屏以监控变频器运行状况。

关键词：驱动通讯的组态；编程；参数设置；

350T高速动平衡运输平车是本公司为了满足运输产品转子进出真空舱完成动平衡试验而自主设计、制造的。该运输平车由主、从两辆平车组成，运输能力达到400吨。车体内共有6只单缸压力为28MPA液压油缸，每辆平车内的3只油缸呈等边三角形分布，用以托起或者放下摆架及之上的试验转子。在油缸上升或者下降过程中，要求6只油缸水平误差不大于0.5MM。平车由MM440变频器控制变频电机驱动，运行过程中要求速度平稳，保证试验转子在运输途中的安全。

1.硬件组态

1.1项目硬件组态

平车拖动系统控制指令由PLC发出，通过DP通讯直接控制MM440变频器。变频器驱动电机运行时的过程数据实时传输并显示在触摸屏画面上。西门子驱动通讯分为三种：

1.PROFIBUS DP协议

2.USS 协议

3.SIMOLINK 协议

PROFIBUS DP 和 USS 协议属于主/从通讯，需要有 PLC 作为主站，驱动装置作为从站。USS 协议的主要优点是，其接口集成在基本装置中，不需要额外费用；主要缺点是通讯速度慢，只有基本通讯功能（PKW+PZD），最多 31 个从站。PROFIBUSDP 协议的主要优点是，通讯速度快，除了基本功能之外还有一些附加功能（例如：非循环通讯，交叉通讯），站点数更多；主要缺点是需要另外购买作为选件的通讯模板（例如：CBP2 或 PROFIBUS 模板）。SIMOLINK 协议（代替 Peer to Peer 协议）主要用来实现驱动装置与驱动装置之间的通讯。SIMOLINK 协议也可以是主/从通讯，主站是 S7-400（FM458）或 SIMADYN D。

本文着重介绍PLC与驱动装置之间的DP通讯。PROFIBUS是一种开放的标准通讯协议，它是针对一般工业环境下的应用而设计和开发的。在该项目中，为了连接成PROFIBUS DP系统，必须采用MM440 DP通讯模板，该模板安装在变频器正面，通过RS485串行接口与变频器通讯。在铺设PROFIBUS DP屏蔽电缆过程中，必须注意屏蔽层压接，DP终端电阻拨码开关设置，以及在布线时与强电线路应尽量分开铺设等事项。最终该项目硬件组态如下图所示：

由上面硬件网络配置图可知：315-2DP PLC与MM440变频器采用PROFIBUS DP通信连接；315 CPU与MP277触摸屏采用工业以太网通讯。采用以太网通讯是为了数据传输更快速，项目所需的变频器过程数据及油缸实时液位能够及时更新。

1.2驱动通讯硬件组态

在该项目中，在驱动装置从站中插入类似于 ET200M 从站中的模板，以确定报文结构。MM440地址为10，报文类型为PPO4。对MM440变频器详细组态如下图所示：

2.变频器参数设置

在本项目中，MM440硬件通讯组态选择了PPO4报文通讯方式。（PPO 4）：PPO 4，没有参数数据；6 个字过程数据（6个PZD），用 SFC14/15 编程。即PPO4类型报文只允许传输周期性过程数据，不允许传输非周期性参数。一次性可传输6个字长度的过程数据，且数据连续。通常 S7 傳送到驱动装置的第 1 个字是控制字，第 2 个字是设定值；驱动装置传送到 S7 的第 1 个字是状态字，第 2 个字是实际值。这是最简单的应用。对MM440变频器组态完成之后，根据硬件组态地址设置变频器参数如下：

P0700.000 = 6 控制字，即命令源由DP通讯传输

P1000.000 = 6 频率设定值由DP通讯传输而来

P2051.000 = 52 读取的变频器实际状态字，在第一个PZD内

P2051.001 = 21 读取的变频器实际输出频率，在第二个PZD内

P2051.002 = 22 读取的电机转子实际速度，在第三个PZD内

P2051.003 = 27 读取的变频器实际输出电流，在第四个PZD内

P2051.004 = 31 读取的变频器实际输出扭矩，在第五个PZD内

P0918 = 10 本项目MM440 DP地址设置为10

3.编写程序

在变频器参数设置好后，采用SFC14/SFC15系统功能即可以实现PLC读取变频器过程数据，并显示在触摸屏画面上。接着详细介绍利用PLC发出的控制字和速度设定值控制变频器动作。

4.总结：

在350T高速动平衡运输平车项目中，运用DP驱动通讯技术成功实现了平车驱动系统可靠、稳定运行。该技术可减少电气硬件连接施工，能够方便读取变频器实时运行状态，使操作者或维修人员能够监控变频器运行情况。DP驱动通讯技术在具有控制系统较分布、传动惯量大、现场工作环境恶劣等情况下具有非常明显的优势，所以在自动化系统控制领域中占有重要的角色。

参考文献：

[1].西门子《驱动通讯基础》

[2].西门子《MM440控制字和状态字》

[3].西门子《MM440变频器使用大全》