西門子6SL3210-1SE23-8AA0

6SL3210-1SE23-8AA0

SINAMICS S120 變頻器 功率模塊 PM340 輸入：380-480V 三相交流，50/60Hz 輸出：三相交流 38A(18.5kW) 結構形式：塊大小 組件 FSD 安裝有進線濾波器 內部風冷

1. 概述

西門子驅動裝置（SIMOVERT MasterDrives VC，MicroMaster 4 以及SIMOREG DC Master）除了具有與驅動基本應用有關的功能外，還具有強大的通訊功能。驅動通訊可以分為三種方式：

? PROFIBUS DP協議
? USS協議
? SIMOLINK協議（一般用來代替Peer to Peer協議，實現從站到從站的通訊）

PROFIBUS DP和USS協議屬于主/從通訊，需要有PLC作為主站，驅動裝置作為從站。

USS協議的主要優點是，其接口集成在基本裝置中，不需要額外費用；主要缺點是通訊速度慢，只有基本通訊功能（PKW+PZD），多31個從站。

PROFIBUS DP協議的主要優點是，通訊速度快，除了基本功能之外還有一些附加功能（例如：非循環通訊，交叉通訊），站點數更多；主要缺點是需要另外購買作為選件的通訊模板（例如：CBP2或PROFIBUS模板）。

SIMOLINK協議（代替Peer to Peer協議）主要用來實現驅動裝置與驅動裝置之間的通訊。SIMOLINK協議也可以是主/從通訊，主站是S7-400（FM458+EXM448）或SIMADYN D。

這里我們主要介紹S7 PLC與驅動裝置采用PROFIBUS DP協議進行通訊。
采用PROFIBUS DP協議通訊時，既可以利用STEP 7本身提供的功能，也可以使用TIA軟件Drive ES。

本文檔只介紹STEP 7本身提供的功能。有關Drive ES的功能將根據需要在以后的文檔中再做介紹。

（關于 DriveES，可以參加西門子自動化與驅動培訓中心的培訓課程D2403）

2. *條件

下面以S7-300 PLC與MasterDrives CUVC變頻器的通訊為例：

主站：S7-300 CPU315-2DP可編程序控制器
從站：MasterDrives CUVC變頻器 + CBP2 通訊模板
編程裝置：PC + STEP 7 V5.4 + MPI接口（MPI Adapter 或CP5611卡）

裝有STEP 7 V5.4 的PC機用于S7 CPU315-2DP的硬件組態與編程，通過MPI電纜與CPU315-2DP的MPI接口連接，用于硬件組態數據及程序的下載。CPU315-2DP的DP接口通過PROBIBUS 電纜與CUVC 變頻器的CBP2 上的DP 接口連接，用于S7-300 與變頻器的通訊。

網絡連接如圖1 所示。

圖1：PC機、CPU315-2DP 與驅動裝置的連接

3. 硬件組態

3.1. 新建項目
在SIMATIC Manager 中新建一個項目，名稱為Drives_Comm。如圖2 所示。

圖2：新建項目，名稱為Drives_Comm

3.2. 插入一個S7-300 主站
在項目名稱Drives_Comm 下插入SIMATIC 300 Station，如圖3 所示。

圖3：在項目下插入一個S7-300 站

接下來對該站進行硬件組態：從硬件組態目錄中依次插入機架、電源、CPU，設置CPU上PROFIBUS DP 接口的網絡參數（可采用缺省設置，即：地址2，高地址126，波特率1.5 Mbps，協議DP）。如圖4 所示。

圖4：設置CPU 上PROFIBUS DP 接口的參數

按OK 鍵確認后得到主站的組態結果，如圖5所示。

圖5：主站的組態

3.3 插入一個MASTERDRIVE 從站
在PROFIBUS(1): DP master system (1) 總線上掛上MasterDrives 從站。

從站路徑為：PROFIBUS DP >
                        SIMOVERT >
                        MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx                 或
                        MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1

MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx 與MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 的區別是，前者只能按照PPO 類型選擇報文結構（即CBP 功能：循環通訊），后者還能選擇更多的報文結構，以配合CBP2 的一些擴展功能（DPV1功能）。

（關于CBP2 模板的報文結構參見下面第7 部分）
（關于MM4 PROFIBUS 模板的報文結構參見下面第8 部分）

選擇MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作為從站，地址設成3。如圖6 所示。

西門子6SL3210-1SE23-8AA0
圖6：選擇MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作為3 號站

3.4. 在從站中插入“模板”
在驅動裝置從站中插入類似于ET 200M 從站中的模板，以確定報文結構。
將右邊窗口硬件目錄中MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 下面的 PPO 3: 0PKW, 2PZD插入左下窗口中的*行（Slot 1）。該選項共占兩行。意思是：PPO類型3，即：0個字參數數據（又叫PKW），2 個字過程數據（又叫PZD）。參數數據用于PLC 讀/寫變頻器的參數，過程數據用于PLC 控制和監視生產過程。0 個字參數數據表示PLC 不能讀/寫驅動裝置的參數，參數數據也不占用S7 的外設地址；2 個字過程數據表示PLC 和驅動裝置交換2 個字過程數據，各占用S7-300 PLC 四個字節的外設地址。地址范圍是輸入字節256 - 259，輸出字節256 -259。如圖7 所示。

通常S7 傳送到驅動裝置的第1 個字是控制字，第2 個字是頻率設定值；驅動裝置傳送到S7的第1 個字是狀態字，第2 個字是頻率實際值。這是簡單的應用。

(關于CBP2 模板的其他選項的含義參見下面第7 部分)
(關于MM4 PROFIBUS 模板選項的含義參見下面第8 部分)

圖7：驅動裝置的輸入/輸出地址

3.5 查看從站中“模板”的屬性
雙擊左下窗口中的第二行（Slot 2），打開其屬性。如圖8 所示。

圖8：驅動裝置的輸入/輸出地址的屬性

屬性中給出驅動裝置占用S7-300 PLC 外設地址的情況，包括：輸出/輸入地址，長度，單位，連續性范圍。這里除了地址之外，其他屬性都是由PPO3 決定的，只能讀，不能改寫。

當字長不大于 2 或選擇“以字為單位傳送”時：用 MOVE 指令（L/T 指令）編程
當字長大于 2 且選擇“所有字一起傳送”時：用 SFC14/15 編程

4. 編程

根據前面的組態，由于輸入/輸出各占四個字節，可以使用兩次MOVE 指令（L/T 指令）。由于程序簡單，程序可以直接編寫在OB1 中。數據從MB0 - MB3（即：MW0和MW2）寫入驅動裝置，從驅動裝置讀回的數據放入MB4 - MB7（即：MW4和MW6）。如圖9所示。

圖9：PLC程序

傳送到驅動裝置的第1 個字（MW0）是控制字（控制指令）：
當 MW0 = 0000 0100 0000 0000 B = 0400 H 時，驅動裝置處于運行準備狀態；
當 MW0 = 0000 0100 0000 0001 B = 0401 H 時，驅動裝置進入運行狀態1）

1） 相應于第5部分參數設置，PLC 只控制驅動裝置起/停。若要傳送所有指令應設置：
MW0 = 1001 1100 0111 1110 B（9C7EH）<-> 運行準備
MW0 = 1001 1100 0111 1111 B（9C7FH）<-> 運行
同時設置：P555~P575 = 3101~3115

傳送到驅動裝置的第2 個字（MW2）是頻率設定值：
當MW2 = 0100 0000 0000 0000 B = 4000 H= 16384 D 時，相當于50Hz。

5. 參數設置

在驅動裝置側，驅動裝置應處于可以運行的狀態。為了實現與PLC 之間的通訊，以及從PLC 接收起/停指令和設定值，向PLC 傳送狀態字（驅動裝置狀態）和實際值，應如下更改參數：

參數設置可以通過操作面板PMU，也可以通過DriveMonitor 軟件進行。

6. 測試

啟動STEP 7的Monitor/Modify Variables 功能，填寫變量。如圖10 所示。

圖10：用監視和修改變量功能控制驅動裝置起動和調速

當控制字（Control Word1）為W#16#0400 時，驅動裝置應顯示O009，表示運行準備狀態。將控制字從W#16#0400 改成W#16#0401 時，驅動裝置起動。除了狀態字（Status Word1）會發生變化外，速度實際值（Actual Value）也會逐漸上升，上升速度取決于參數P462.01 的數值，后達到W#16#4000（50Hz）。狀態字的含義如圖11 所示。其中Bit 2 表示運行狀態。將控制字改回W#16#0400 時，驅動裝置首先減速，減速時間取決于P464.01 的數值，然后停止運行。

德國在可再生能源發電領域處于優秀地位。在電力矩陣中，可再生能源發電也正在發揮日益重要的作用。盡管如此，專家仍在仔細考慮，哪種市場模式適合能源轉型。不過，在這方面的一大技術挑戰，即平衡風電和太陽能發電所造成的電力波動，可能很快就會得以解決。研究項目Kombikraftwerk 2表明，即便上網電力全部來自可再生能源發電，德國的電網也能穩定運行。項目合作伙伴（包括西門子中央研究院）還指出，如果太陽能、風能與生物質發電廠能夠彼此連接，形成一個以智能方式控制的電廠，將有助于系統穩定。

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