1 引言 隨著現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的飛速發(fā)展，現(xiàn)場對傳動設(shè)備的快速性、連續(xù)性、系統(tǒng)性的使用要求越來越高。單臺變頻器的獨立運行的模式已經(jīng)不能滿足要求，多臺成組系統(tǒng)運行成為最大特點。所有的本地柜前操作已經(jīng)發(fā)展為計算機集中遠程自動控制模式。這些特點都建立在計算機、plc、傳動裝置間的數(shù)據(jù)通訊的基礎(chǔ)上。以此來實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)監(jiān)控和控制命令的下達�，F(xiàn)場總線的發(fā)明和應(yīng)用為實現(xiàn)上述功能提供了技術(shù)保證。現(xiàn)在使用較為廣泛的現(xiàn)場總線有:profibus、canbus、modbus、devicenet、lonworks等。本文重點介紹以profibus 現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的西門子simatic s7 plc和6es70系列變頻器間的通訊技術(shù)。 2 profibus現(xiàn)場總線概述 profibus是一種應(yīng)用較為廣泛的現(xiàn)場總線，其總線標(biāo)準(zhǔn)是國際總線標(biāo)準(zhǔn)ie61158的重要組成部分。是一種開放式系統(tǒng)，令牌結(jié)構(gòu)，以互聯(lián)網(wǎng)（open system interconnection-sio）作為參考模型。有3個兼容部分組成部分即profibus-dp（decentralized periphery）， profibus-pa（process automation），profibus-fms（fieldbus message specification）。其中dp是一種高速低成本通訊，用于設(shè)備級控制系統(tǒng)與分散式i/o的通訊。采用rs485數(shù)據(jù)接口，傳輸介質(zhì)用光纖或雙絞電纜，傳輸波特率從（9.6k～12m）bps，傳輸距離可以通過repeter進行擴展，每個dp網(wǎng)上可以同時配置122個從站，是一種功能強大的現(xiàn)場總線。下面介紹的plc和變頻器間的通訊也是基于profibus-dp技術(shù)進行的。 3 profibus-dp的數(shù)據(jù)通訊格式 傳動裝置通過profibus-dp網(wǎng)與主站plc的接口是經(jīng)過通訊模塊cbp板來實現(xiàn)的，帶有dp口的s7-300和400 plc也可以通過cpu上的dp口來實現(xiàn)。采用rs485接口及支持（9.6k～12m）bps波特率數(shù)據(jù)傳輸（數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)如圖1所示），其中數(shù)據(jù)的報文頭尾主要是來規(guī)定數(shù)據(jù)的功能碼、傳輸長度、奇偶校驗、發(fā)送應(yīng)答等內(nèi)容，主從站之間的數(shù)據(jù)讀寫的過程（如圖2所示）核心的部分是參數(shù)接口（簡稱pkw）和過程數(shù)據(jù)（簡稱pzd），pkw和pzd共有五種結(jié)構(gòu)形式即:ppo1、ppo2、ppo3、ppo4、ppo5，其傳輸?shù)淖止?jié)長度及結(jié)構(gòu)形式各不相同。在plc和變頻器通訊方式配置時要對ppo進行選擇，每一種類型的結(jié)構(gòu)形式如下。 [align=center] 圖1 數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)[/align] [align=center] 圖2 主從站間數(shù)據(jù)讀寫過程[/align] ppo1 4 pkw + 2 pzd （共有6個字組成） ppo2 4 pkw + 6 pzd （共有10個字組成） ppo3 2 pzd （共有2個字組成） ppo4 6 pzd （共有6個字組成） ppo5 4 pkw+10 pzd （共有14個字組成） 參數(shù)接口（pkw）:參數(shù)id號（pke）、變址數(shù)（ind）、參數(shù)值（pwe）三部分組成。過程數(shù)據(jù)接口（pzd）:控制字（stw）、狀態(tài)字（zsw）、主給定（main setpoint ），實際反饋值（main actual value） 等組成，另外要了解掌握控制字和狀態(tài)字每一位的具體含義，并熟悉西門子變頻器參數(shù)的具體應(yīng)用，在通訊參數(shù)設(shè)置時需要具體定義。 4 實現(xiàn)通訊的軟硬件要求和參數(shù)設(shè)置 （1） 硬件要求 ·133mhz以上且內(nèi)存不小于16mb的編程器。 ·西門子s7-300/400系列plc，ram不小于12kb，并帶有profibus-dp接口，或是s7-400（ram不小于12kb）配cp443-5的通訊板。 ·帶有cbp通訊模塊和帶有cu2/sc的vc板的變頻器 （2） 軟件要求 ·win 95或win nt（v4.0以上） ·step7（v3.0以上） ·安裝dva-s7-sps7 （3） 通訊設(shè)置基本步驟 ·設(shè)置傳動參數(shù) · plc硬件配置 ·創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊 ·編寫通訊程序 · 系統(tǒng)調(diào)試 （4） 傳動參數(shù)的設(shè)置 ·p053 = 3 參數(shù)使能 ·p090 = 1 cbp板在2#槽 ·p918 = 3 從站地址 ·p554.1=3001 控制字pzd1 ·p443.1=3002 主給定pzd2 ·p694.1=968 狀態(tài)子pzd1 ·p694.2=218 實際值pzd2 5 plc與傳動變頻器通訊程序 要實現(xiàn)通訊功能，正確的程序編寫是非常重要的，下面將以西門子的s7-416 plc和6se70變頻器為例來介紹通訊的程序編寫。 （1） 基本配置和定義 基本配置如圖3所示: [align=center] 圖3 基本配置界面[/align] 主站master為cpu-416-2dp 從站slave為6se70傳動裝置，profibus地址是3 輸入地址: iw 256 （ 2 words pzd）; 輸出地址: qw256 （2 words pzd ）; ppo類型: 3; 總線接口: rs485。 （2） 使用的功能塊 ob1 main cycle 主循環(huán) sfc14 dprd-dat 讀數(shù)據(jù)系統(tǒng)功能塊 sfc 15 dpwr-dat 寫數(shù)據(jù)系統(tǒng)功能塊 db100 數(shù)據(jù)存取 （dbw0 –dbw4是讀出， dbw5-dbw8是寫入） mw200 mw210 通訊狀態(tài)顯示 （3） 簡單程序編寫（如圖4） [align=center] 圖4 程序編寫界面[/align] ob1 network1: 讀出數(shù)據(jù) call sfc 14 laddr w#16#100 ret-val mw200 record p#db100.dbx0.0 byte 4 network2: 顯示數(shù)據(jù) l db100.dbw 0 t mw50 nop 0 network3: 寫入數(shù)據(jù) l w#16#efff t db100.dbw 5 network4: 發(fā)送數(shù)據(jù) call sfc 15 laddr w#16#100 record p#db100.dbx5.0 byte 4 ret-val mw210 把程序存儲編譯下裝，檢查傳動裝置的參數(shù)設(shè)置后，即可上電進行調(diào)試。 6 結(jié)束語 通過上述介紹，我們可以以profibus-dp總線為基礎(chǔ)通過網(wǎng)絡(luò)配置和參數(shù)設(shè)定來建立plc和傳動裝置之間的通訊，并通過參數(shù)的變化來實現(xiàn)對裝置的啟停控制，快慢調(diào)速等功能。借助于編程器可plc在線查看從裝置讀取上來的狀態(tài)和實際反饋值，在裝置pmu上也可查看主給定。通訊技術(shù)的實現(xiàn)了自動化的更加廣泛應(yīng)用。 參考文獻 [1] 陽憲惠. 現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用. 北京:清華大學(xué)出版社,2002 [2] 周 明. 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng). 北京:中國電力出版社,2002 [3] 唐濟揚. 現(xiàn)場總線profibus系統(tǒng)集成與產(chǎn)品開發(fā) [4] siemens. drives communication for simatic s7 作者簡介 趙世偉 電氣工程師 目前從事設(shè)備維護工作。