ABB變頻器與西門子PLC之間的現場總線通訊技術(1)
Profibus 是目前工控系統中最成功的現場總線之一，得到了廣泛的應用。濟鋼鮑德彩板有限公司煤氣加壓機控制系統采用Profibus-DP過程現場總線通訊技術方案，分別采用西門子的S7-300 PLC和ABB公司的ACS600變頻器。
2 系統配置及通訊協議
(1) 系統配置
該 系統以西門子公司和ABB公司的相關產品來實現全數字交流調速系統在Profibus-DP網中的通訊及控制原理。附圖為該系統的Profibus-DP 網的網絡配置圖，其中PLC為西門子公司的SIMATIC S7-315-2DP，變頻器為ACS600系列，NPBA-12為與變頻器配套的通訊適配器。編程軟件為STEP7 V5.2軟件，用于對S7-300 PLC編程和對Profibus-DP網進行組態和通訊配置。上位機畫面操作采用WinCC5.1進行畫面編程和操作，與PLC通訊采用以太網通訊方式。
附圖 系統網絡配置圖
(2) 通訊協議
在本系統中，S7-300 PLC作為主站，變頻器作為從站時，主站向變頻器傳送運行指令，同時接受變頻器反饋的運行狀態及故障報警狀態的信號。變頻器與NPBA-12通訊適配器模 塊相連，接入Profibus-DP網中作為從站，接受從主站SIMATIC S7-315-2DP來的控制。NPBA-12通訊適配器模塊將從Profibus-DP網中接收到的過程數據存入雙向RAM中，的每一個字都被編址，在 變頻器端的雙向RAM可通過被編址參數排序，向變頻器寫入控制字、設置值或讀出實際值、診斷信息等參量。
變 頻器現場總線控制系統若從軟件角度看，其核心內容是現場總線的通訊協議。Profibus-DP通訊協議的數據電報結構分為協議頭、網絡數據和協議層。網 絡數據即PPO包括參數值PKW及過程數據PZD。參數值PKW是變頻器運行時要定義的一些功能碼;過程數據PZD是變頻器運行過程中要輸入/輸出的一些 數據值，如頻率給定值、速度反饋值、電流反饋值等。Profibus-DP共有兩類型的網絡PPO:一類是無PKW而有2個字或6個字的PZD;另一類是 有PKW且還有2個字、6個字或10個字的PZD。將網絡數據這樣分類定義的目的，是為了完成不同的任務，即PKW的傳輸與PZD的傳輸互不影響，均各自 獨立工作，從而使變頻器能夠按照上一級自動化系統的指令運行。
3 STEP7項目系統組態及通訊編程
(1) 使用STEP7V5.2組態軟件，進入Hardware Configure完成S7-300 PLC硬件組態;
(2) 選定S7-315-2DP為主站系統，將NPBA-12的GSD(設備數據庫)文件導入STEP7的編程環境中，軟件組態NPBA-12到以 S7-315-2DP為主站的DP網上，并選定使用的PPO類型，本設計使用PPO4，設定站點網絡地址。在變頻傳動裝置Profibus的結構 中，ABB變頻器使用Profibus-DP通信模塊(NPBA-12)進行數據傳輸，主要是周期性的:主機從從站讀取輸入信息并把輸出信息反送給從站， 因此需要在PLC主程序中調用兩個系統功能塊SFC14和SFC15來讀寫這些數據，實現到變頻器的通信控制;
(3) 在主PLC程序中建立一個數據塊，用于于變頻器的數據通信;建立一變量表，用于觀測實時通訊效果。
2 系統配置及通訊協議
(1) 系統配置
該 系統以西門子公司和ABB公司的相關產品來實現全數字交流調速系統在Profibus-DP網中的通訊及控制原理。附圖為該系統的Profibus-DP 網的網絡配置圖，其中PLC為西門子公司的SIMATIC S7-315-2DP，變頻器為ACS600系列，NPBA-12為與變頻器配套的通訊適配器。編程軟件為STEP7 V5.2軟件，用于對S7-300 PLC編程和對Profibus-DP網進行組態和通訊配置。上位機畫面操作采用WinCC5.1進行畫面編程和操作，與PLC通訊采用以太網通訊方式。
附圖 系統網絡配置圖
(2) 通訊協議
在本系統中，S7-300 PLC作為主站，變頻器作為從站時，主站向變頻器傳送運行指令，同時接受變頻器反饋的運行狀態及故障報警狀態的信號。變頻器與NPBA-12通訊適配器模 塊相連，接入Profibus-DP網中作為從站，接受從主站SIMATIC S7-315-2DP來的控制。NPBA-12通訊適配器模塊將從Profibus-DP網中接收到的過程數據存入雙向RAM中，的每一個字都被編址，在 變頻器端的雙向RAM可通過被編址參數排序，向變頻器寫入控制字、設置值或讀出實際值、診斷信息等參量。
變 頻器現場總線控制系統若從軟件角度看，其核心內容是現場總線的通訊協議。Profibus-DP通訊協議的數據電報結構分為協議頭、網絡數據和協議層。網 絡數據即PPO包括參數值PKW及過程數據PZD。參數值PKW是變頻器運行時要定義的一些功能碼;過程數據PZD是變頻器運行過程中要輸入/輸出的一些 數據值，如頻率給定值、速度反饋值、電流反饋值等。Profibus-DP共有兩類型的網絡PPO:一類是無PKW而有2個字或6個字的PZD;另一類是 有PKW且還有2個字、6個字或10個字的PZD。將網絡數據這樣分類定義的目的，是為了完成不同的任務，即PKW的傳輸與PZD的傳輸互不影響，均各自 獨立工作，從而使變頻器能夠按照上一級自動化系統的指令運行。
3 STEP7項目系統組態及通訊編程
(1) 使用STEP7V5.2組態軟件，進入Hardware Configure完成S7-300 PLC硬件組態;
(2) 選定S7-315-2DP為主站系統，將NPBA-12的GSD(設備數據庫)文件導入STEP7的編程環境中，軟件組態NPBA-12到以 S7-315-2DP為主站的DP網上，并選定使用的PPO類型，本設計使用PPO4，設定站點網絡地址。在變頻傳動裝置Profibus的結構 中，ABB變頻器使用Profibus-DP通信模塊(NPBA-12)進行數據傳輸，主要是周期性的:主機從從站讀取輸入信息并把輸出信息反送給從站， 因此需要在PLC主程序中調用兩個系統功能塊SFC14和SFC15來讀寫這些數據，實現到變頻器的通信控制;
(3) 在主PLC程序中建立一個數據塊，用于于變頻器的數據通信;建立一變量表，用于觀測實時通訊效果。
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