西门子400模块 西门子S7-400功能模块

西门子S7-400功能模块

作为SIMATIC过程控制器系列的一部分，S7- 400被设计用于制造和过程自动化领域的系统解决方案。这个过程控制器是数据密集型任务，特别是典型过程工业的理想选择。高处理速度和高确定性的响应时间能够确保对制造业高速加工中的短机器循环周期。

简单、GX的工程组态 与在标准系统中一样，SIMATIC S7-400H 可以使用所有 STEP 7 编程语言进行编程。可以很容易的把程序从标准系统迁移到冗余系统中，反之亦然。当加载程序时，它会自动传送到两个冗余控制器中。使用 STEP 7，可以对特定冗余功能和配置进行参数设置。

出色的诊断和模块更换优势 ■ 利用集成的自我诊断功能，系统可以提前检测故障和发送信号，避免故障对生产过程产生影响。这样可以有针对性地替换故障组件，加快维修进程。 ■ 可以在系统运行过程中对所有组件进行热插拔。更换一个 CPU 后，当前的所有程序和数据可以自动重新装载。 ■ 即使在系统运行过程中，也可以修改程序（例如，程序块的修改和重新装载），更改配置（例如，增加或删减 DP从站或模块）以及改变 CPU 的内存分配。

根据统计数字表明，所有自动化组件（无论是机械式、机电式，还是电子式）都会出现故障。因此，工厂维护和工厂改造也就必不缺少。在实际应用中，期待的可用性是不现实的。 通过西门子 SIMATIC S7-400H，能够限度地降低生产故障机率，化生产率。

SIMATIC S7-400H 具有以下功能： ■ 出现故障时，能够无扰切换 ■ 集成故障检测功能；提前检测故障，避免影响生产过程 ■ 在线维护，即可在工厂运行期间，更换故障组件 ■ 组态更改，即可在工厂运行期间，进行工厂扩容 ■ 自动事件同步 ■ 高可用性通信 ■ 冗余连接I/O 设备

S7-400 PNH CPU的同步模块分为两种，一种用于Z长10m 的 FOC patch 光纤，另一种用于Z长10km 的单模全双工 LC/LC 光纤（9/125 μ）。

冗余系统的同步光纤分为1m、2m、10m 和10km 四种。同步速率达到400Mbps。

DP总线通讯功能概述

S7-300/400与SINAMICS S120 之间通过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，S7-300/400PLC通过PROFIBUS周期性通讯方式可将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器；使用标准S7功能块SFC58 / SFC59，可以实现非周期性数据交换，读取或写入驱动器的参数。

二、S7-300/400与S120装置的连接

三、驱动器站地址设置

1. 驱动装置的PROFIBUS通讯地址设置有两种方法：

(1) 通过CU控制单元上的拨码开关实现地址设置，有效地址值为：1…126,本例中地址设置见下图。

注意：通过拨码开关改变地址时应断掉变频器电源

(2) 在拨码开关全部拨到OFF或ON状态时可以利用参数P918设置地址,否则

P918参数中设置的地址是无效的。

驱动装置的PROFIBUS 通讯波特率默认为：1.5Mbps

2. 在S7-300/400的硬件组态中设定的驱动装置站地址应与驱动装置的站地址一致。

图.1

四、通讯报文设置

对于不同的驱动装置只有特定的报文结构能被选用，详细描述请参考：SINAMICS_S120_Commissioning_Manual。表1为常用报文。

表1.

报文格式999为用户自定义报文，当用户选择此报文格式时，电机的起、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：用户可在S7-300/400硬件配置时根据需要配置报文结构，配置结束后进行 编译保存；之后打开Starter，核对报文结构是否一致，若不一致需在Starter 中打开“configuration”做调整后点击“Transfer to HW config”按钮。

图.2

DC/AC 驱动装置报文设定 图.3

DC/AC 驱动装置报文设定

图.3

五、用DP总线对电机起、停及速度控制

S7-300/400PLC通过PROFIBUS周期性通讯方式将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器。

(1) 控制字中Bit0做电机的起、停控制。

(2) 主设定值为速度设定值，频率设定值和实际值要经过标准化，使得4000H(十六进制)对应于，发送的频率(值)为7FFFH(200%)。可以在P2000中修改参考频率(缺省值为50Hz)。

(3) 组态的报文结构 PZD=2或自由报文999时，在S7-300/400 中可用“MOVE”指令进行数据传送；当组态的报文结构 PZD〉2，在S7-300/400中需调用SFC14和SFC15系统功能块。

? SFC14(“DPRD_DAT”)用于读Profibus 从站的过程数据

? SFC15(“DPWR_DAT”)用于将过程数据写入Profibus 从站

例子：SERVO_02 ”控制字、主设定值的发送及状态字、实际频率的读取程序

(1) 控制驱动器运行：

通过先发送控制字(STW1)047E然后发送047F来启动驱动器，该数据控制字在DB10.DBW8(见图4)中指定，主设定值在DB10.DBD10中设定，运行信号为M1.0。这些值均通过变量表VAT_2设定及监控。控制程序见图3。

（2）停止驱动器：

应发送控制字047E至驱动器。

（3）读取驱动器状态字及频率实际值：

PLC接收状态字1(ZSW1)，存放在DB10.DBW0中；接收驱动器传来的频率实际值，存放在DB10.DBD2中。

图3. 控制程序

图4. DB10

六、驱动器参数的读取及写入

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（Z多240 bytes)

? 用DPV1的功能 READ 和 WRITE可以实现非周期性数据交换。传输数 据块的内容应遵照 PROFIdrive参数通道(DPV1)数据集DS47（非周期参 数通道结构）。

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。

表2.参数请求格式

表3.参数应答格式

表4.参数请求及应答描述

表5.在DPV1参数应答中的错误值描述

3. S7-300/400PLC通过PROFIBUS非周期性通讯方式读取驱动器参数。

请注意：PLC读取驱动器参数时必须使用两个功能块SFC58 / SFC59 (程序参见图5)

举例如下：

(1) 使用标志位M10.0及功能SFC58块将写请求(数据集RECORD DB1) (图6)发送至驱动器。

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。MW108 (RET_VAL)显示错误代码，用于表示功能处理时发生的错误。有关错误的描述参见“系统功能/功能块帮助”。

(2) 之后，使用标志位M10.1及功能SFC59块将读请求发送至驱动器，驱动器返回参数值响应(响应块DB2) (参见图7) 。

将M10.1设定为数值1启动读请求，当读请求完成后必须将该请求置0，结束该请求。MW110 (RET_VAL) 显示包括错误代码。

西门子S7-400功能模块

作为SIMATIC过程控制器系列的一部分，S7- 400被设计用于制造和过程自动化领域的系统解决方案。这个过程控制器是数据密集型任务，特别是典型过程工业的理想选择。高处理速度和高确定性的响应时间能够确保对制造业高速加工中的短机器循环周期。