西門子G120變頻器與S7-1500 PLC的PROFIdrive通信配置實(shí)例

實(shí)時(shí)以太網(wǎng)PROFINET有三種通信協(xié)議（也稱為行規(guī)）：

①PROFIdrive（控制器與驅(qū)動(dòng)器之間的通信協(xié)議）；

②PROFIsafe（安全控制器與安全模塊/從機(jī)之間的通信協(xié)議）；

③PROFIenergy（控制器與I/O設(shè)備之間的能源管理通信協(xié)議）；

關(guān)于這三大行規(guī)的詳細(xì)介紹請看我之前的文章——《PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)教程(5)——三大行規(guī)》，本文主要討論P(yáng)ROFIdrive通信協(xié)議。

PROFIdrive用于控制器與驅(qū)動(dòng)器之間的通信，既支持速度控制，也支持位置控制，其報(bào)文分為標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文和西門子專用報(bào)文兩類。比如：標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1用于簡單的速度控制（給定及反饋），而標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文20不但能反饋速度，還能反饋電機(jī)電流、扭矩及其它報(bào)警信息。關(guān)于PROFIdrive報(bào)文更詳細(xì)的內(nèi)容請看之前的文章：

深入學(xué)習(xí)PROFIdrive驅(qū)動(dòng)控制協(xié)議(1)

深入學(xué)習(xí)PROFIdrive驅(qū)動(dòng)控制協(xié)議(2)

今天這篇文章，我們來介紹一個(gè)CPU 1515-2PN與G120(CU240E-PN)之間通過PROFIdrive通信的配置實(shí)例。

在博途環(huán)境下新建項(xiàng)目，在左側(cè)項(xiàng)目樹中雙擊“添加新設(shè)備”，在彈出的對話框中單擊“控制器”→“SINAMICS S7-1500”→“CPU 1515-2 PN”，選擇最新版本添加到項(xiàng)目中，如下圖所示：

將CPU的X1口IP地址修改為：192.168.0.2；

同樣在左側(cè)項(xiàng)目樹中雙擊“添加新設(shè)備”，在彈出的對話框中單擊“驅(qū)動(dòng)”→“SINAMICS驅(qū)動(dòng)”→“SINAMICSG120”→“控制單元”→“CU240E-2PN”，將設(shè)備名稱改為“driver1”，單擊【確定】添加到項(xiàng)目中，如下圖所示：

說明：要支持添加驅(qū)動(dòng)，需要安裝Startdrive軟件

雙擊“driver1”的設(shè)備組態(tài)，在其右側(cè)硬件目錄“功率單元”中選擇實(shí)際的功率單元，比如我們選擇FSA的0.37KW型，如下圖所示：

修改CU240E-2PN的以太網(wǎng)地址為：192.168.0.12，并在網(wǎng)絡(luò)視圖中將兩者連網(wǎng)，如下圖所示：

在“Driver”的硬件組態(tài)中，單擊左側(cè)控制器-“PROFINET接口”→“報(bào)文配置”，在其報(bào)文一列中選擇“標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1”，如下圖所示：

接下來我們在調(diào)試向?qū)е性O(shè)置變頻器參數(shù)。

單擊“driver1”項(xiàng)目樹下的“調(diào)試”，在其右側(cè)有“調(diào)試向?qū)А?、“控制面板”、“電機(jī)優(yōu)化”和“保存/復(fù)位”四個(gè)子菜單，如下圖所示：

單擊“調(diào)試向?qū)А?，會彈出向?qū)υ捒?，包括如下?nèi)容：

1、應(yīng)用等級：
有標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)控制和動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)控制兩種。

①標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)控制：用于異步電動(dòng)機(jī)。該模式轉(zhuǎn)速變化后典型的調(diào)節(jié)時(shí)間為100~200ms；負(fù)載沖擊后典型的調(diào)節(jié)時(shí)間為500ms；對不精確的電機(jī)數(shù)據(jù)設(shè)置不敏感。典型應(yīng)用比如風(fēng)機(jī)、水泵、起重機(jī)等具有簡單V/F控制的場合；

②動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)控制：可用于異步或同步電動(dòng)機(jī)。推薦將其用于：電機(jī)額定功率 >11 kW、負(fù)載沖擊為電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的10%~ >100%的場合。典型應(yīng)用比如：離心機(jī)、壓縮機(jī)等。

這里我們選擇標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)控制，如下圖所示：

2、設(shè)定值指定

用于設(shè)置PLC與驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)交換方式及斜坡功能由誰執(zhí)行，這里選擇第二種（斜坡功能由驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行），如下圖所示：

3、設(shè)定值/指令源的默認(rèn)值

I/O的默認(rèn)設(shè)置：即指令源。由于使用的PROFIdrive協(xié)議通信，屬于現(xiàn)場總線，因此選擇“【7】場總線：帶有數(shù)據(jù)組轉(zhuǎn)換”。這里中文翻譯的不好，應(yīng)為：帶數(shù)據(jù)交換的現(xiàn)場總線（Fieldbus with data set changeover）。報(bào)文配置選擇：標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1（在硬件組態(tài)中配置過，這里會自動(dòng)列出），如下圖所示：

4、驅(qū)動(dòng)設(shè)置

設(shè)置變頻器的電源參數(shù)。我國交流電的頻率為50Hz，因此選擇【0 IEC (50 Hz電源，SI單位】；

由于本例程使用的功率單元的額定電壓范圍為200~240V，因此這里設(shè)置設(shè)備輸入電壓為230V，如下圖所示：

5、驅(qū)動(dòng)選件

可以選擇是否帶制動(dòng)電阻及輸出濾波，由于本例程沒有這些元件，因此都不選擇，如下圖所示：

6、電機(jī)

根據(jù)電機(jī)銘牌及接線方式輸入電機(jī)的實(shí)際參數(shù)，如下圖所示：

7、電機(jī)抱閘

本例程無電機(jī)抱閘。

8、重要參數(shù)

用來設(shè)置變頻器的參考速度、最大速度、斜坡時(shí)間等參數(shù)。

①參考速度：變頻器在100%工頻頻率下的轉(zhuǎn)速（單位：rpm)。工頻頻率也稱為參考頻率，比如我國交流電的工頻頻率為50Hz，那么變頻器的參考頻率為50Hz。

參考轉(zhuǎn)速=參考頻率*60/極對數(shù)

比如極對數(shù)=2，則參考速度=50 * 60 /2 =1500 rpm

②最大轉(zhuǎn)速：允許設(shè)置的最大轉(zhuǎn)速，變頻器在任何情況下都不會超過該轉(zhuǎn)速；

③斜坡上升時(shí)間：變頻器從轉(zhuǎn)速0運(yùn)行到最大轉(zhuǎn)速的時(shí)間；

④OFF1斜坡下降時(shí)間：變頻器從最大轉(zhuǎn)速下降到速度0的時(shí)間；

⑤OFF3（急停）斜坡下降時(shí)間：變頻器從最大轉(zhuǎn)速下降到速度0的時(shí)間；

如下圖所示：

9、驅(qū)動(dòng)功能

用來設(shè)置負(fù)載特性（根據(jù)實(shí)際負(fù)載選擇）及是否進(jìn)行電機(jī)識別。

電機(jī)識別可以檢測電機(jī)數(shù)據(jù)，包括：禁用、數(shù)據(jù)檢測（靜止?fàn)顟B(tài)）及數(shù)據(jù)檢測（精致狀態(tài)）-切換到運(yùn)行。

如果選擇第二項(xiàng)，電機(jī)在第一次使能后處于靜態(tài)識別，完成后需要重新使能才會運(yùn)行。

如下圖所示：

最后點(diǎn)擊【完成】。然后將參數(shù)下載到變頻器中就可以通過控制面板手動(dòng)測試電機(jī)運(yùn)行了。

好了，關(guān)于G120的PROFIdrive通信配置實(shí)例就先介紹到這里。

審核編輯：湯梓紅