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       SIEMENS   上海拓关自动化科技有限公司

上海拓关自动化科技有限公司 本着“以人为本、科技先导、顾客满意、持续改进”的工作方针，致力于 工业自动化控制领域的产品开发、工程配套和系统集成，拥有丰富的自动化产品的应用和实践经验以及 雄厚的技术力量，尤其以 PLC复杂控制系统、传动技术应用、伺服控制系统、数控备品备件、人机界面 及网络/软件应用为公司的技术特长，几年来，上海拓关公司在与德国 SIEMENS公司自动化与驱动部门的 长期紧密合作过程中，建立了良好的相互协作关系，在可编程控制器、交直流传动装置方面的业务逐年 成倍增长，为广大用户提供了SIEMENS的最新 技术及自动控制的最佳解决方案，

上海拓关凭借雄厚的技术实力及多年从事 SIEMENS 产品的销售经验，本着树立公司形象和对用户认 真负责的精神开展业务，赢得了 SIEMENS 公司与广大用户的好评及大力支持。但公司并未仅仅满足与现 状：随着 SIMATIC S7 系列中小型 PLC 产品 S7200 、 S7300 及变频器 MM420 、 MM440 系列的成功推 出，其优越的性能价格比受到众多配套生产厂商的关注，在纺织机械生产行业上海拓关公司先后采用 S7 PLC 及 MM 、 MDV 变频器产品的电气控制系统的设计与编程，并在北京国际纺机展览会上获得了全面的 成功；在其他行业如、上海供水装置的合作中也取得了良好的业绩，并在售后服务方面赢得了用户的一 致好评。 
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上海拓关公司愿为您解答任何有关 SIEMENS 可编程控制器及变频器的技术问题，并提供详细的技术 资料。公司还在某大型研究所内设有设施一流的培训中心，定期举办 S7 － 200/300 及变频器、全数字 直流调速装置的技术培训班，为您尽快掌握 SIEMENS 自动化产品的使用提供便利。

1 概述
S7-300/400与SINAMICS G150 之间通过PROFIBUS DP 总线可进行周期性及非周期性数据通讯。使用标准S7功能块SFC14/SFC15可实现周期性数据交换；使用标准S7功能块SFC58 / SFC59，可以实现非周期性数据交换，读写 SINAMICS G150 的参数。S7-300/400与SINAMICS G150装置的连接，如下图所示：

图1 S7-300/400与SINAMICS G150装置的连接

2 SINAMICS G150站地址设置及硬件组态
SINAMICS G150的PROFIBUS DP站地址设置有两种方法：
（1）通过CU320控制单元上DIP拨码开关，设置站地址，有效地址值为1….126，设定方法如表1所示，将DIP开关拨“ON”处，多个开关激活，将有效位进行加法运算， 1+4+32=37，表示站地址是37，注意：通过拨码开关改变地址时应断掉SINAMICS G150 电源，否则，更改的站地址是无效的。

表1 DIP开关设定PROFIBUS DP地址

（2） 在拨码开关全部拨到OFF或ON状态，可以利用参数P918设置站地址。
S7-300/400的硬件组态，如图2所示，在硬件组态中设定的SINAMICS G150站地址应与SINAMICS G150 实际的站地址一致，本例中采用站地址是6。

图2 硬件组态

3 通讯报文设置
SINAMICS G150有多种报文结构进行选择，详细描述请参考：SINAMICS_G150_operating-instructions手册，表2为报文结构。

表2 报文结构

报文结构是999为用户自定义报文，当用户选择此报文结构时，SINAMICS G150的起、停控制位等需自己做关联。此时必须将PLC控制请求置1（P854=1）。
注意：在做S7-300/400硬件组态时，需要配置报文结构，图3是STEP7中的报文设置，配置结束后进行编译保存；然后，打开STARTER，核对报文结构是否一致，图4是STARTER软件中报文的设置，若不一致需在STARTER软件中打开“configuration”做调整后点击“Transfer to HW config”按钮。

图3 STEP7中的报文设置

 

图4 STARTER软件中报文设置

4 用PROFIBUS DP总线对SINAMICS G150起、停及速度控制
S7-300/400 PLC通过PROFIBUS DP周期性通讯方式将控制字1和主设定值发送至SINAMICS G150 ，当组态的报文结构 PZD=2或自由报文999时，在S7-300/400 中可用“MOVE” 指令和功能块SFC14和SFC15进行数据传送。
下面分别采用“MOVE” 指令进行数据传送和调用SFC14和SFC15系统功能块进行数据传送加以说明。
例程文件名为：“G150_DP控制字、主给定值的发送及状态字和实际频率读出程序.rar”，链接： G150_DP1.rar

注:程序中选择标准报文1

1、采用“MOVE” 指令进行数据传送：
（1）在例程中，在变量表“SINAMICS G150 start_up”中，分别强制M1.0、M1.1为1；
（2）通过MW2发送控制字1，首先写入047E，然后写入047F，SINAMICS G150 开始运行，如停止SINAMICS G150 ，发送047E，使SINAMICS G150 停止运行，变量表如图5所示；
（3）MW4写入的是主设定值，速度设定值要经过标准化，4000H（十六进制）对应于
100%，发送的最大值为7FFFH（200%），所设定的百分数乘以P2000 中设定的参考速度， 就是给定速度；
（4）在MW6中能显示状态字1，变量表如图5所示；
（5）MW8中能显示实际运行速度，此处为十六进制，4000H表示100％。控制程序如图6所示。

图5 变量表中的内容

 

图6 “MOVE”指令控制程序

2、SFC14和SFC15系统功能块进行数据传送：
SFC14（“DPRD_DAT”）用于读取SINAMICS G150 过程数据，SFC15 （“DPWR_DAT”）用于将过程数据发送到SINAMICS G150 。
（1）控制SINAMICS G150 运行：
通过先发送控制字047E然后发送047F来启动SINAMICS G150 ，控制字1在 DB1.DBW20中指定，主设定值在DB1.DBW22中设定，参看图7；所有的这些变量在变量 表“SINAMICS G150 start_up”中设定及监控，图8是变量表的内容，图9是程序内容。
（2）停止SINAMICS G150 ：
发送控制字047E至SINAMICS G150 ，使SINAMICS G150 停止运行。
（3）读取SINAMICS G150 状态字及速度实际值：
S7-300/400 接收SINAMICS G150 状态字1，存放在DB1.DBW30中；接收SINAMICS G150 传来的速度实际值，存放在DB1.DBW32中，参看图7，在变量表“SINAMICS G150 start_up”中能监控到SINAMICS G150 状态和速度实际值。

 
图7 数据块 DB1

 

图8 变量表

 

图9 控制程序

5 SINAMICS G150 参数的读取及写入

（1）扩展PROFIBUS DP功能（DPV1）
非周期性数据传送模式允许：
? 交换大量的用户数据（最多240 bytes）
? DPV1支持DS47非周期数据交换

（2）参数请求及参数应答的结构
参数请求包括三部分：请求标题、参数地址及参数值，如表3所示。

表3 参数请求格式

参数应答格式，如表4所示，关于参数请求及应答描述，参考表5。

表4 参数应答格式

表5 参数请求及应答描述

在表6 中，是关于DPV1参数应答中的错误值描述。

表6 DPV1参数应答中的错误值描述

（3）S7-300/400 通过PROFIBUS DP非周期性通讯方式读取SINAMICS G150 参数
使用S7-300/400 PLC通过PROFIBUS DP非周期性通讯方式读取SINAMICS G150 参数，可以读一个参数下的多个索引值，或多个参数下的多个索引值。PLC读取SINAMICS G150 参数时必须使用两个功能块SFC58 / SFC59 ，程序参见图14。

例程文件名：“G150_DP读参数r945程序.rar” 链接：G150_DP2.rar
以读取一个参数下的一个索引值为例（读参数r945.0）：

a．使用标志位M10.0及功能SFC58块将读请求（数据块DB2如图10所示），发送至SINAMICS G150，将M10.0设定为数值1启动写请求，当写请求完成后必须将该请求置0，结束该请求。MW300（RET_VAL）显示错误代码，用于表示数据传输时发生的错误。在变量表G150_read（如图11所示）中，按照表3参数请求格式进行设定，在DB1.DBW6中设定945，在DB1.DBW8中设定0，表明读请求中要读取r945.0中的数值。

图10 “写”请求数据块DB26ES74121XJ070AB0

 

图11 变量表G150_read内容

b．使用标志位M10.1及功能SFC59块将读应答发送至S7-300/400 ，SINAMICS G150 将参数值发送到DB3，图12是数据块DB3的内容。将M10.1设定为数值1启动读应答，当读应答完成后必须将M10.1该请求置0。MW400 (RET_VAL) 显示包括错误代码。在变量表G150_read1（如图13所示）中，能够读到相应读应答，DB3.DBW6中读到的是7861，表明此时参数r945.0=7861。

图12 响应数据块DB3

 

图13变量表G150_read1内容

 

图14 读取SINAMICS G150 参数程序

（4）S7-300/400通过PROFIBUS DP非周期性通讯方式写SINAMICS G150 参数
使用S7-300/400 PLC通过PROFIBUS DP非周期性通讯方式写SINAMICS G150 参数，可以写一个参数下的多个索引值，或多个参数下的多个索引值。写参数时只需使用SFC58 ，如果需要读取写参数响应时需使用SFC59，程序参见图18。

例程文件名：“G150_DP写参数P1120程序.rar”  链接：G150_DPP1120.rar
以写参数P1120 为例 ，加以说明。

a．使用标志位M10.2及SFC58 功能块将写请求（数据块DB4如图15所示）发送至SINAMICS G150，将M10.2设定为数值1启动写请求，当写请求完成后必须将该请求置0，结束该请求。MW500（RET_VAL）显示错误代码，用于表示数据传输时发生的错误。在变量表G150_write（如图16所示）中，按照表3中的参数请求格式进行设定，在DB4.DBW6中设定1120，在DB4.DBW8中设定0，表明将DB4.DBD12中的数值写入参数P1120.0中。

图15 写请求数据块DB4

 

图16变量表G150_write中的内容

b． 使用标志位M10.3及功能SFC59块将写应答发送到S7-300/400 数据块DB5中，数据块DB5的内容，参看图17，将M10.3设定为数值1启动读请求，当读请求完成后必须将M10.3置0。MW504 (RET_VAL) 显示错误代码。在变量表G150_write（如图16所示）中，能够读到相应写请求响应，DB5.DBB1中为02，表明写请求已相应，从SINAMICS G150 中读到参数P1120已经被更改，表明参数P1120已修改完成。

图17数据块DB5

 

图18 写SINAMICS G150 参数程序

1概述
S7协议是SIEMENS S7系列产品之间通讯使用的标准协议 ，其优点是通信双方无论是在同一MPI总线上、同一PROFIBUS总线上或同一工业以太网中，都可通过S7协议建立通信连接，使用相同的编程方式进行数 据交换而与使用何种总线或网络无关。S7通信分为按组态方式可分为单边通信和双边通信，单边通信通常应用于以下情况：

? 通信伙伴无法组态S7连接
? 通信伙伴无法停机
? 不希望在通讯伙伴侧增加通信组态或程序

本文介绍S7-400基于PROFIBUS总线的S7单边通信的组态步骤。

实验环境，见表1。

序号	名称	订货号
1	CR3导轨	6ES7 401-1DA01-0AA0
2	PS407	6ES7 407-0KA02-0AA0
3	CPU414-3	6ES7 414-3XM05-0AB0
4	CPU315-2 DP	6ES7 315-2AH14-0AB0
5	PROFIBUS 标准电缆	6XV1 830-0EH10
6	RS485总线连接器	6ES7972-0BB42-0XA0
7	STEP7 V5.5 SP2
8	Windows XP SP3

 

表1

2 组态

2.1配置S7-400站点

S7-400站点配置参见表2。

序号	说明	图示
1.	创建新项目并在项目中插入S7-400站点
2.	打开硬件组态，组态S7-400站点
3.	在硬件目录中查找使用的导轨型号，并双击找到的导轨型号
4.	在硬件目录选择使用的电源，并拖拽到导轨的1号槽
5.	在硬件目录选择使用的CPU，并拖拽到导轨的3号槽，系统将自动弹出DP接口属性对话框
6.	在对话框Address下拉框中设置DP站地址为2，单击NEW按钮添加新子网
7.	添加子网PROFBUS(1)，单击选项页“Network Setting”
8.	选择PRFIBUS总线传输速率为1.5Mbps，Profile中选择Standard，单击所有属性对话框OK按钮
9.	编译保存S7-400站点硬件组态，下载到S7-400 CPU中
10.	从菜单栏Option下Configure Network命令进入网络组态界面
11.	如右图所示，右键单击CPU414-3DP，在弹出对话框中选择Insert New Connection命令，插入一个新连接
12.	a) 选择Unspecified连接伙伴， b) 连接类型菜单中选择S7 connection，单击OK按钮，弹出S7 connection属性对话框
13.	S7 connection属性对话框设置： a) 选中Established an active connection b) Interface选择CPU414-3 DP，DP(R0/S3) c) 设置伙伴PROFIBUS地址3 d) 设置本地ID为1 e) 点击Address Details按钮
14.	Address Detail对话框设置 a) 设置安装CPU的机架号0 b) 设置安装CPU的插槽号，对于S7-300，CPU只能安装在2号槽 c) 设置连接资源号，对于S7单边连接，连接资源号总是3 设置完成后可看到伙伴TSAP为03.02，点击OK按钮关闭属性对话框
15.	点击编译保存图标，完成S7单边连接组态，并下载至S7-400 CPU中

 

表 2

 

2.2配置S7-300站点

S7-300站点配置参见表3。

序号	说明	图示
1.	创建新项目并在项目中插入S7-300站点
2.	打开硬件组态，组态 S7-300 站点
3.	在硬件目录SIMATIC-300，RACK-300下双击Rail，插入S7-300导轨
4.	在硬件目录选择使用的CPU，并拖拽到导轨的2号槽，系统将自动弹出DP接口属性对话框
5.	参考表2序号6~8步骤，将CPU的 PROFIBUS DP地址设置为3，传输速率设置为1.5Mbps，Profile中选为Standard。编译保存完成S7-300站点组态，并下载到S7-300 CPU中

 

表 3

3 通信连接
如图3-1示意图，使用RS485总线连接器通过PROFIBUS标准电缆分别连接CPU414-3 的X2接口和CPU315-2的X2 接口。

图3-1 CPU之间DP通信连接示意图

4 通信编程
由于配置的是S7单边通信，只需在配置S7网络连接的一方进行编程，所以本例中只在CPU414-3中编程调用系统功能块SFB14/SFB15，如图4-1和图4-2。

图4-1 调用功能块SFB14

 

图4-2 调用功能块SFB15

更多关于SFB14/15参数含义，参考西门子下载中心文档编号1023《 SIMATIC 用于S7-300/400系统和标准功能的系统软件参考手册》的S7 通信章节。

S7400电源模块

6ES7 407-0DA02-0AA0

6ES7 407-0KA02-0AA0

6ES7 407-0KR02-0AA0

6ES7 407-0RA02-0AA0

6ES7 405-0DA02-0AA0

6ES7 405-0KA02-0AA0

6ES7 405-0RA01-0AA0

6ES7 971-0BA00

CPU

6ES7 412-3HJ14-0AB0

6ES7 414-4HM14-0AB0

6ES7 417-4HT14-0AB0

6ES7 400-0HR00-4AB0

6ES7 400-0HR50-4AB0

6ES7 412-1XJ05-0AB0

6ES7 412-2XJ05-0AB0

6ES7 414-2XK05-0AB0

6ES7 414-3XM05-0AB0

6ES7 414-3EM05-0AB0

6ES7 416-2XN05-0AB0

6ES7 416-3XR05-0AB0

6ES7 416-3ER05-0AB0

6ES7 416-2FN05-0AB0

6ES7 416-3FR05-0AB0

6ES7 417-4XT05-0AB0

内存卡

6ES7 955-2AL00-0AA0

6ES7 955-2AM00-0AA0

6ES7 952-0AF00-0AA0

6ES7 952-1AH00-0AA0

6ES7 952-1AK00-0AA0

6ES7 952-1AL00-0AA0

6ES7 952-1AM00-0AA0

6ES7 952-1AP00-0AA0

6ES7 952-1AS00-0AA0

6ES7 952-1AY00-0AA0

6ES7 952-0KF00-0AA0

6ES7 952-0KH00-0AA0

6ES7 952-1KK00-0AA0

6ES7 952-1KL00-0AA0

6ES7 952-1KM00-0AA0

6ES7 952-1KP00-0AA0

6ES7 952-1KS00-0AA0

6ES7 952-1KT00-0AA0

6ES7 952-1KY00-0AA0

开关量输入模板

6ES7 421-7BH01-0AB0

6ES7 421-1BL01-0AA0

6ES7 421-1EL00-0AA0

6ES7 421-1FH20-0AA0

6ES7 421-7DH00-0AB0

开关量输出模板

6ES7 422-1BH11-0AA0

6ES7 422-1BL00-0AA0

6ES7 422-7BL00-0AB0

6ES7 422-1FH00-0AA0

6ES7 422-1HH00-0AA0

模拟量模块

6ES7 431-0HH00-0AB0

6ES7 431-1KF00-0AB0

6ES7 431-1KF10-0AB0

6ES7 431-1KF20-0AB0

6ES7 431-7QH00-0AB0

6ES7 431-7KF00-0AB0

6ES7 431-7KF10-0AB0

6ES7 432-1HF00-0AB0

功能模板

6ES7 450-1AP00-0AE0

6ES7 451-3AL00-0AE0

6ES7 452-1AH00-0AE0

6ES7 453-3AH00-0AE0

6ES7 455-0VS00-0AE0

6ES7 455-1VS00-0AE0

6DD1 607-0AA2

6ES7 953-8LJ20-0AA0

6ES7 953-8LL20-0AA0

6ES7 953-8LM20-0AA0

6DD1 607-0CA1

6DD1 607-0EA0

6DD1 607-0EA2

6DD1 684-0GE0

6DD1 684-0GD0

6DD1 684-0GC0

6DD1 681-0AE2

6DD1 681-0AF4

6DD1 681-0EB3

6DD1 681-0AG2

6DD1 681-0DH1

6DD1 681-0AJ1

6DD1 681-0GK0

通讯模板

6ES7 440-1CS00-0YE0

6ES7 441-1AA04-0AE0

6ES7 441-2AA04-0AE0

6ES7 963-1AA00-0AA0

6ES7 963-2AA00-0AA0

6ES7 963-3AA00-0AA0

6ES7 870-1AA01-0YA0

6ES7 870-1AB01-0YA0

6GK7 443-5FX02-0XE0

6GK7 443-5DX04-0XE0

6GK7 443-1EX11-0XE0

6GK7 443-1EX41-0XE0

附件

6ES7 960-1AA04-0XA0

6ES7 960-1AB04-0XA0

6ES7 960-1AA04-5AA0

6ES7 960-1AA04-5BA0

6ES7 960-1AA04-5KA0

6ES7 833-1CC01-0YA5

6ES7 833-1CC00-6YX0

6ES7 197-1LA03-0XA0

6ES7 492-1AL00-0AA0

6ES7 400-1TA01-0AA0

6ES7 400-1JA01-0AA0

6ES7 400-1TA11-0AA0

6ES7 400-1JA11-0AA0

6ES7 401-2TA01-0AA0

6ES7 400-2JA00-0AA0

6ES7 400-2JA10-0AA0

6ES7 403-1TA01-0AA0

6ES7 403-1JA01-0AA0

6ES7 403-1TA11-0AA0

6ES7 403-1JA11-0AA0

6ES7 460-0AA01-0AB0

6ES7 461-0AA01-0AA0

6ES7 468-1AH50-0AA0

6ES7 468-1BB50-0AA0

6ES7 461-0AA00-7AA0

6ES7 460-1BA01-0AB0

6ES7 461-1BA01-0AA0

6ES7 468-3AH50-0AA0

6ES7 468-3BB50-0AA0

6ES7 460-3AA01-0AB0

6ES7 461-3AA01-0AA0

6ES7 468-1BF00-0AA0

6ES7 468-1CB00-0AA0

6ES7 468-1CC50-0AA0

6ES7 468-1CF00-0AA0

6ES7 468-1DB00-0AA0

6ES7 461-3AA00-7AA0

6ES7 463-2AA00-0AA0

6ES7 964-2AA04-0AB0

6ES74121XJ070AB0