系统的结构图如下所示:
计算机MPI主站PLCPROFIBUS--DP从站6se70PROFIBUS--DPPROFIBUS--DPPROFIBUS--DPPROFIBUS--DPPROFIBUS--DPPROFIBUS--DPPROFIBUS--DPPROFIBUS--DPPROFIBUS--DP
该系统硬件由计算机,s7 300,变频器6se70,10台交流电机,profibus-DP通信电缆, CP5611适配器,MPI通信电缆组成。
用到的软件有:组态软件Fameview,PLC编程软件step7,6se70参数设置软件Drivemonitor。
计算机上装有Fameview软件和step7,Drivemonitor。
PROFIBUS – DP的DP即Decentralized Periphery。它具有高速低成本,用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。用于现场层的高速数据传送。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间必须要比主站(PLC)程序循环时间短。
本系统是单主站多从站式网络控制系统,并配有监控层。PLC为主站,计算机处于监控层,配有通信板CBP2的变频器为从站。主站只有一个,从站有10个。变频器6se70是不能通讯的,必须安装通信板CBP2才能通信。
系统工作原理:计算机通过Fameview来实现对s7 300中数据的读取和修改。PLC通过profibus-dp电缆读取变频器中的实际转速值,并将数据传输给计算机。计算机将给定值和开关量通过PLC传输给变频器,从而改变变频器的输出,进而控制电动机的启停,改变电机的转速。PLC是变频器的直接控制器,计算机通过PLC间接实现对变频器的控制。
二、6se70参数设置
使用简单的应用参数设置,参数设置如下: P060=7
P071=380v(输入装置进线电压)
P100=3(开/闭环控制类型)3:不带测速机的矢量控制 P101=220v(电动机的额定电压) P102=1.1A (电动机的额定电流) P107=50Hz (电动机的额定频率)
P108=1420r/min (电动机的额定转速) P109=2 (电动机的极对数)
P368=6 (选择设定值和命令源)6代表设定值和命令来自于profibus即CBP板。 P918=? (总线地址)
P712=0 (设置ppo的类型,P712=0代表传动装置自动识别) P554.001=3100 (控制字PZD1启动与停止) P443.001=3002 (控制字PZD2主给定值) P734.001=32 (状态字PZD1反馈值) P734.002=151 (PZD2实际速度值) P060=0 (返回用户菜单)
三、plc硬件组态
1、组态主站
启动STEP7, 打开新建项目,输入项目名称,生成一个新的项目。在该项目下点击右键插入SIMATIC300 station。双击硬件编辑器Hardware 选项进入Hwconfig 窗口, 点击catalog 图标, 打开硬件目录,按硬件安装次序和定货号依次输入机架、电源、CPU 等进行硬件组态, CPU型号为314C-2DP v2.6版本。PLC的CPU有的带有DP接口,有的不带有DP接口,带有DP接口的CPU可直接接入profibus网络,不带有DP模块的CPU是不能直接接入profibus网络的。插入CPU 时会同时弹出Profibus 组态界面选择 New , 新建Profibus( 1) 组态, Profibus 站地址为3, 点击属性进行网络参数设置, 传输速率为1.5Mb/ s。行规DP 并在Profibus的运行模式中, 将其设为DP master, 点击OK, 主站系统组态完成。
2、组态从站
在PROFIBUS(1) :DP master system(1) 总线上挂上MasterDrives 从站。从站路径为:
PROFIBUS DP >SIMOVERT> MASTERDRIVES/ DC MASTER CBPX。选择MASTERDRIVES/ DC MASTER CBPX 作为从站 。重复上述步骤,插入10个从站。
将右边窗口硬件目录中MASTERDRIVES/DC MASTERCBPX 下面的PPO 1 : 4PKW ,2PZD 插入左下窗口中的第一行( Slot 1) 。该选项共占两行。意思是: PPO类型1 ,即: 4 个字参数数据(又叫PKW) ,2 个字过程数据(又叫PZD) 。参数数据用于PLC 读/ 写调速装置的参数,过程数据用于PLC 控制和监视生产过程。4 个字参数数据表示PLC读写交流调速装置6se70的参数,输入输出数据各占用S7 – 300 8个字节的外设地址;2 个字过程数据表示PLC 和交流调速装置6se70交换2 个字过程数据,输入输出各占用S7 - 300 PLC 4 个字节的外设地址。地址范围如下表。然后依次类推,对每个从站都将PPO的类型设定为PPO1。硬件组态结果如图所示。通常S7 传送到直流调速装置的第1 个字是控制字,第2 个字是设定值;直流调速装置传送到S7 的第1 个字是状态字,第2 个字是实际值。这是最简单的应用。
总线地址和PLC外设地址分配如下表: 编号 1号变频器 2号变频器 3号变频器 4号变频器 5号变频器 6号变频器 7号变频器 8号变频器 9号变频器 10号变频器
硬件组态的结果图:
Profibus总线地址 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 PLC外设地址 4PKW:256—263 2PZD:2--267 4PKW:268—275 2PZD:276--279 4PKW:280—287 2PZD:288--291 4PKW:292—299 2PZD:300--303 4PKW:304—311 2PZD:312--315 4PKW:316—323 2PZD:324--327 4PKW:328—335 2PZD:336--339 4PKW:340—347 2PZD:348--351 4PKW:352—359 2PZD:360--363 4PKW:3—371 2PZD:372--375
四、PLC软件编程
系统程序主要包括4个功能,FC1,FC2,FC3,FC4,
要通过PROFIBUS-DP读写变频器6se70中的数据,要调用系统功能SFC14和SFC15. 为了读一个DP从站的相连续的输入数据区域,使用系统功能SFC14 DPRD_DAT,每个读存取涉及一个专用输入模块。如果一个DP从站有若干个相连续的输入模块,则必须为所要读的每个输入模块分别安排一个SFC14调用。
右图为系统功能SFC14的LAD图:
SFC14 DPRD_DAT的参数说明 参数 LADDR RET_VAL RECORD 从S7 CPU传送一个连续的输出数据到DP从站,使用系统功能SFC15 DPWR_DAT。每个写存取涉及一个专用的输出模块。如果DP从站有若干个连续的数据输出模块,则对每个要写入的输出模块必须分别安排一个SFC15调用。
说明 INPUT OUTPUT OUTPUT 数据类型 WORD INT ANY 存贮器区域 I,Q,M,D,L (不变的) I,Q,M,D,L I,Q,M,D,L 描述 用HW Config组态的DP从站的输入模块开始地址规定 (十六进制格式) SFC的返回值 所读用户数据的目的区域 右图为SFC15的LAD图:
SFC15 DPWR_DAT的参数 参数 LADDR RECORD RET_VAL
说明 INPUT OUTPUT OUTPUT 数据类型 WORD ANY INT 存贮器区域 I,Q,M,D,L (不变的) I,Q,M,D,L I,Q,M,D,L 描述 用HW Config组态的DP从站的输出模块开始地址的规定 (十六进制格式) 所要写的用户数据的源区域 SFC的返回值 控制字:W#16#8c7e 表示启动 W#16#8c7f 表示停止 开关变量分配:
M23.3 辅助控制变量
M23.4 按时间依次顺序启动控制开关量 M23.5 按时间依次顺序停止
M22.0 控制1号变频器的启动与停止 M22.1 控制2号变频器的启动与停止 M22.2 控制3号变频器的启动与停止 M22.3 控制4号变频器的启动与停止 M22.4 控制5号变频器的启动与停止 M22.5 控制6号变频器的启动与停止 M22.6 控制7号变频器的启动与停止 M22.7 控制8号变频器的启动与停止 M23.1 控制9号变频器的启动与停止 M23.2 控制10号变频器的启动与停止
数据块:
DB1: PLC与1号变频器6se70数据交换的数据块
DB2: PLC与2号变频器6se70数据交换的数据块 DB3: PLC与3号变频器6se70数据交换的数据块 DB4: PLC与4号变频器6se70数据交换的数据块 DB5: PLC与5号变频器6se70数据交换的数据块 DB6: PLC与6号变频器6se70数据交换的数据块 DB7: PLC与7号变频器6se70数据交换的数据块 DB8: PLC与8号变频器6se70数据交换的数据块 DB9: PLC与9号变频器6se70数据交换的数据块 DB10:PLC与10号变频器6se70数据交换的数据块
数据变量:
MW24: 1号变频器的给定值
MW26: 2号变频器的给定值 MW28: 3号变频器的给定值 MW30: 4号变频器的给定值 MW32: 5号变频器的给定值 MW34: 6号变频器的给定值 MW36: 7号变频器的给定值 MW38: 8号变频器的给定值 MW40: 9号变频器的给定值 MW42: 10号变频器的给定值
MW0: 1号电机的实际转速值 MW2: 2号电机的实际转速值 MW4: 3号电机的实际转速值 MW6: 4号电机的实际转速值 MW8: 5号电机的实际转速值 MW10: 6号电机的实际转速值 MW12: 7号电机的实际转速值 MW14: 8号电机的实际转速值 MW16: 9号电机的实际转速值 MW18: 10号电机的实际转速值
SFC14的返回值: MW20,MW46, MW50, MW54, MW58, MW62, MW66, MW70, MW74,
MW78。
SFC15的返回值:MW44, MW48, MW52, MW56, MW60, MW, MW68, MW72, MW76,
MW80。
关于数据DB块的定义: 下图为DB1 的定义:
依次类推,定义DB2,DB3,DB4,DB5,DB6,DB7,DB8,DB9,DB10,用于PLC与变频器数据的交换。
FC1的程序清单:
Network1
Network2
Network3
Network4
Network5
Network6
Network7
Network8
Network9
Network10
FC2 的程序清单:
控制电机启动与停止的功能。
Network1
Network2
Network3
Network4
Network5
Network6
Network7
Network8
Network9
Network10
Network11
Network12
Network13
Network14
Network15
Network16
Network17
Network18
Network19
Network20
FC3的程序清单:
FC3主要实现电机的依次延时启动。 Network1
Network2
Network3
Network4
Network5
Network6
Network7
Network8
Network9
Network10
Network11
FC4的程序清单:
电机依次停止的功能。
Network1
Network2
Network3
Network4
Network5
Network6
Network7
Network8
Network9
Network10
Network11
五、Fameview的使用
FameView是一套实现工业数据采集、过程监控、数据管理的高性能工业自动化软件产品,它运行稳定、功能强大、通讯及运行速度快、界面友好、结构化组态、简单易学。Fameview一直把可编程控制器(PLC)作为适用对象,定位于自动化应用的中高端,专门设计了设备数据表,能对数据进行批量处理,多线程同时处理多个通讯设备,通讯速度和稳定性倍受赞誉; FameView能够精确地监视、控制生产过程,提供多种工艺功能,优化生产设备和企业数据资源管理;它能够对生产事件快速反应,提高生产率,提高用户收益。
1、新建项目
运行Fameview软件,然后新建项目,路径为“项目->新建”,然后确定,按照提示顺序输入项目信息。
2、设备通讯
设备通讯主要包括设备数据表和设备驱动程序;设备数据表是系统提供的数组内存,大小为2000*1024,用来存放与外部设备进行交换的数据;设备驱动程序用来读取外部设备中的数据,放入设备数据表中的指定位置,如果发现设备数据表中的数据被修改,然后把被修改数据发送到外部设备。
通讯设置的步骤为: 1安装驱动: ○
双击安装驱动,如下图:选择西门子,MPI,然后点击安装,再点关闭。
2设备数据表 ○
系统提供了被称为“设备数据表”的内存缓冲区,其中存放与外部控制设备通讯的数据,通过通讯驱动进行刷新和输出,运行数据库所需要的过程数据从设备数据表中取得;
控制设备 > 设备驱动>设备数据表 > 运行数据库 >应用程序/功能。 设置步骤:
双击设备数据表,打开如下对话框,然后双击表格的第二行,打开“设备号_D2”对话框,按照图所示填写选择参数,注意:若单元格式为“字”,则长度最大为256。若设置过大,则在启动时,运行“监视MPI驱动”,会出现“invalid address”错误。
3检查连接是否正常 ○
点击启动按钮
,点击设备通讯,双击“监视MPI驱动”,观看与PLC的连接是否正
常。
3、运行数据库 1定义规模参数 ○
按照下图修改运行数据库规模及参数需求点数: 需要修改的有:模拟只写变量(20),开关只写变量(20),模拟读写变量(10),开关读写输出(16),其他的不修改。
2模拟只读变量(AI)的定义 ○
变量的定义如下表:
变量名称 速度1 速度2 速度3 速度4 描述 1号电机的实际速度 2号电机的实际速度 3号电机的实际速度 4号电机的实际速度 设备号 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 单元号 处理方式 (2)Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)变量最大值及对应原始值 1500 (17032) 1500 (17032) 1500 (17032) 1500 (17032) 1500 变量最小值及对应原始值 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 0–MW0 1–MW2 2–MW4 3–MW6 4–MW8 速度5 5号电机的实际速度 速度6 速度7 速度8 速度9 6号电机的实际速度 7号电机的实际速度 8号电机的实际速度 9号电机的实际速度 10号电机的实际速度 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 5–MW10 6–MW12 7–MW14 9–MW16 Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)Y=k*UI2(xh,xl)+b (17032) 1500 (17032) 1500 (17032) 1500 (17032) 1500 (17032) 1500 (17032) (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 速度10 10–MW18 3模拟读写变量(AR)的定义 ○
定义如下表: 变量名称 设备号 单元号 处理方式 变量最大值及对应原始值 变量最小值及对应原始值 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 速度给定1 速度给定2 速度给定3 速度给定4 速度给定5 速度给定6 速度给定7 速度给定8 速度给定9 速度给定10 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 12–MW24 13–MW26 14–MW28 15–MW30 16–MW32 17–MW34 18–MW36 19–MW38 20–MW40 21–MW42 (2)1500 (17032) Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)1500 (17032) Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)1500 (17032) Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)1500 (17032) Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)1500 (17032) Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)1500 (17032) Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)1500 (17032) Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)1500 (17032) Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)1500 (17032) Y=k*UI2(xh,xl)+b (2)1500 (17032) Y=k*UI2(xh,xl)+b
4开关读写变量(DR)的定义 ○
定义如下表: 变量名称 启停1 启停2 设备号 D2 –s7 300 D2 –s7 300 单元号 11–MW22 11–MW22 位号 .0 .1 启停3 启停4 启停5 启停6 启停7 启停8 启停9 启停10 依次启动 依次停止 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 D2 –s7 300 11–MW22 11–MW22 11–MW22 11–MW22 11–MW22 11–MW22 11–MW22 11–MW22 11–MW22 11–MW22 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .11 .13 5显示画面 ○
双击窗口右方的“画面管理”,打开“管理画面文件”窗口,点击“新建”按钮,输入新建画面的名称“监控”,然后点击确定,返回“管理画面文件”窗口,点击编辑按钮,进入“制作画面”窗口,即可添加必要的控件,制作画面。
需要的控件如下:有文本变量控件,增减按钮控件,文本标签,普通按钮,开关按钮,线条。和一些必要的图片。图片可以从组件箱的图形库中查找。
文本变量控件的定义如下:
对象名称 1号 2号 3号 4号 5号 6号 7号 8号 9号 10号 11号 12号 13号 14号 15号 16号 17号 18号 19号 20号
缺省文本 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 动态变量 AI.速度1 AI.速度2 AI.速度3 AI.速度4 AI.速度5 AI.速度6 AI.速度7 AI.速度8 AI.速度9 AI.速度10 AR.速度给定1 AR.速度给定2 AR.速度给定3 AR.速度给定4 AR.速度给定5 AR.速度给定6 AR.速度给定7 AR.速度给定8 AR.速度给定9 AR.速度给定10 是否允许修改 否 否 否 否 否 否 否 否 否 否 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 显示方式 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 数值显示 文本标签变量的定义;
对象名称 1号 2号 3号 4号 5号 6号 7号 8号 9号 10号 增减按钮的定义: 对象名称 1号 2号 3号 4号 5号 对应变量 AR.速度给定1 AR.速度给定2 AR.速度给定3 AR.速度给定4 AR.速度给定5 数值范围 0~32767 0~32767 0~32767 0~32767 0~32767 对象名称 6号 7号 8号 9号 10号 对应变量 AR.速度给定6 AR.速度给定7 AR.速度给定8 AR.速度给定9 AR.速度给定10 数值范围 0~32767 0~32767 0~32767 0~32767 0~32767 缺省文本 1号电机实际速度 2号电机实际速度 3号电机实际速度 4号电机实际速度 5号电机实际速度 6号电机实际速度 7号电机实际速度 8号电机实际速度 9号电机实际速度 10号电机实际速度 对象名称 11号 12号 13号 14号 15号 16号 17号 18号 19号 20号 缺省文本 1号电机速度给定 2号电机速度给定 3号电机速度给定 4号电机速度给定 5号电机速度给定 6号电机速度给定 7号电机速度给定 8号电机速度给定 9号电机速度给定 10号电机速度给定
普通按钮的定义:
双击普通按钮控件,勾选动态按钮颜色,弹出“动态颜色”对话框。点击“添加”按钮,设置对应变量为:DR.依次启动。变量为0时,设为绿色,变量为1时,设为红色,然后点击确认。再勾选动态按钮标题,弹出“动态标题”对话框。点击“添加”按钮,设置对应变量为:DR.依次启动。变量为0时,设为“启动”,变量为1时,设为“停止”,然后点击确认。最后点击确定。
双击普通按钮控件,弹出普通按钮对话框,点击处理“脚本按钮”,弹出“编辑脚本函数”窗口,在代码窗口区中输入如下代码:
bValue=RunSys.OpenDatabase(3000) x=RunSys.GetVarValue(DR,\"依次启动\y=RunSys.GetVarValue(DR,\"依次停止\If x=0 And y=1 Then
RunSys.SetVarValue DR,\"依次启动\RunSys.SetVarValue DR,\"依次停止\RunSys.SetVarValue DR,\"依次启动\RunSys.SetVarValue DR,\"依次停止\RunSys.CloseDatabase
ElseIf x=1 And y=0 Then
End If
其执行的功能为:当点击按钮时,根据DR变量“依次启动”及“依次停止”的值,来确定点击后的相应变量的值。当变量“依次启动”的值为0而且“依次停止”的值为1时,
使变量“依次启动”的值变为1,“依次停止”的值变为0;当变量“依次启动”的值为1而且“依次停止”的值为0时,使变量“依次启动”的值变为0,“依次停止”的值变为1。 启动后的图面如下:
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