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SIMATIC S7-400，SM 431模擬量輸入模塊， 非隔離，16 AI，13 BITS，+/-10V， +/-20MA， 4 ~20MA； 20 ms 模塊更新

SIEMENS西門子上海晨蒞電氣設(shè)備有限公司

：韓斌

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1 概述
S7-300/400與SINAMICS G150 之間通過PROFIBUS DP 總線可進(jìn)行周期性及非周期性數(shù)據(jù)通訊。使用標(biāo)準(zhǔn)S7功能塊SFC14/SFC15可實現(xiàn)周期性數(shù)據(jù)交換；使用標(biāo)準(zhǔn)S7功能塊SFC58 / SFC59，可以實現(xiàn)非周期性數(shù)據(jù)交換，讀寫 SINAMICS G150 的參數(shù)。S7-300/400與SINAMICS G150裝置的連接，如下圖所示：

圖1 S7-300/400與SINAMICS G150裝置的連接

2 SINAMICS G150站地址設(shè)置及硬件組態(tài)
SINAMICS G150的PROFIBUS DP站地址設(shè)置有兩種方法：
（1）通過CU320控制單元上DIP撥碼開關(guān)，設(shè)置站地址，有效地址值為1….126，設(shè)定方法如表1所示，將DIP開關(guān)撥“ON”處，多個開關(guān)激活，將有效位進(jìn)行加法運(yùn)算， 1+4+32=37，表示站地址是37，注意：通過撥碼開關(guān)改變地址時應(yīng)斷掉SINAMICS G150 電源，否則，更改的站地址是無效的。

表1 DIP開關(guān)設(shè)定PROFIBUS DP地址

（2） 在撥碼開關(guān)全部撥到OFF或ON狀態(tài)，可以利用參數(shù)P918設(shè)置站地址。
S7-300/400的硬件組態(tài)，如圖2所示，在硬件組態(tài)中設(shè)定的SINAMICS G150站地址應(yīng)與SINAMICS G150 實際的站地址*，本例中采用站地址是6。

圖2 硬件組態(tài)

3 通訊報文設(shè)置
SINAMICS G150有多種報文結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇，詳細(xì)描述請參考：SINAMICS_G150_operating-instructions手冊，表2為報文結(jié)構(gòu)。

表2 報文結(jié)構(gòu)

報文結(jié)構(gòu)是999為用戶自定義報文，當(dāng)用戶選擇此報文結(jié)構(gòu)時，SINAMICS G150的起、?？刂莆坏刃枳约鹤鲫P(guān)聯(lián)。此時必須將PLC控制請求置1（P854=1）。
注意：在做S7-300/400硬件組態(tài)時，需要配置報文結(jié)構(gòu)，圖3是STEP7中的報文設(shè)置，配置結(jié)束后進(jìn)行編譯保存；然后，打開STARTER，核對報文結(jié)構(gòu)是否*，圖4是STARTER軟件中報文的設(shè)置，若不*需在STARTER軟件中打開“configuration”做調(diào)整后點擊“Transfer to HW config”按鈕。

圖3 STEP7中的報文設(shè)置

圖4 STARTER軟件中報文設(shè)置

4 用PROFIBUS DP總線對SINAMICS G150起、停及速度控制
S7-300/400 PLC通過PROFIBUS DP周期性通訊方式將控制字1和主設(shè)定值發(fā)送至SINAMICS G150 ，當(dāng)組態(tài)的報文結(jié)構(gòu) PZD=2或自由報文999時，在S7-300/400 中可用“MOVE” 指令和功能塊SFC14和SFC15進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。
下面分別采用“MOVE” 指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和調(diào)用SFC14和SFC15系統(tǒng)功能塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送加以說明。
例程文件名為：“G150_DP控制字、主給定值的發(fā)送及狀態(tài)字和實際頻率讀出程序.rar”，鏈接：G150_DP1.rar

注:程序中選擇標(biāo)準(zhǔn)報文1

1、采用“MOVE” 指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送：
（1）在例程中，在變量表“SINAMICS G150 start_up”中，分別強(qiáng)制M1.0、M1.1為1；
（2）通過MW2發(fā)送控制字1，首先寫入047E，然后寫入047F，SINAMICS G150 開始運(yùn)行，如停止SINAMICS G150 ，發(fā)送047E，使SINAMICS G150 停止運(yùn)行，變量表如圖5所示；
（3）MW4寫入的是主設(shè)定值，速度設(shè)定值要經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化，4000H（十六進(jìn)制）對應(yīng)于
*，發(fā)送的zui大值為7FFFH（200%），所設(shè)定的百分?jǐn)?shù)乘以P2000 中設(shè)定的參考速度， 就是給定速度；
（4）在MW6中能顯示狀態(tài)字1，變量表如圖5所示；
（5）MW8中能顯示實際運(yùn)行速度，此處為十六進(jìn)制，4000H表示100％?？刂瞥绦蛉鐖D6所示。

圖5 變量表中的內(nèi)容

圖6 “MOVE”指令控制程序

2、SFC14和SFC15系統(tǒng)功能塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送：
SFC14（“DPRD_DAT”）用于讀取SINAMICS G150 過程數(shù)據(jù)，SFC15 （“DPWR_DAT”）用于將過程數(shù)據(jù)發(fā)送到SINAMICS G150 。
（1）控制SINAMICS G150 運(yùn)行：
通過先發(fā)送控制字047E然后發(fā)送047F來啟動SINAMICS G150 ，控制字1在 DB1.DBW20中，主設(shè)定值在DB1.DBW22中設(shè)定，參看圖7；所有的這些變量在變量 表“SINAMICS G150 start_up”中設(shè)定及監(jiān)控，圖8是變量表的內(nèi)容，圖9是程序內(nèi)容。
（2）停止SINAMICS G150 ：
發(fā)送控制字047E至SINAMICS G150 ，使SINAMICS G150 停止運(yùn)行。
（3）讀取SINAMICS G150 狀態(tài)字及速度實際值：
S7-300/400 接收SINAMICS G150 狀態(tài)字1，存放在DB1.DBW30中；接收SINAMICS G150 傳來的速度實際值，存放在DB1.DBW32中，參看圖7，在變量表“SINAMICS G150 start_up”中能監(jiān)控到SINAMICS G150 狀態(tài)和速度實際值。

 
圖7 數(shù)據(jù)塊 DB1

圖8 變量表

圖9 控制程序

5 SINAMICS G150 參數(shù)的讀取及寫入

（1）擴(kuò)展PROFIBUS DP功能（DPV1）
非周期性數(shù)據(jù)傳送模式允許：
• 交換大量的用戶數(shù)據(jù)（zui多240 bytes）
• DPV1支持DS47非周期數(shù)據(jù)交換

（2）參數(shù)請求及參數(shù)應(yīng)答的結(jié)構(gòu)
參數(shù)請求包括三部分：請求標(biāo)題、參數(shù)地址及參數(shù)值，如表3所示。

表3 參數(shù)請求格式西門子6ES7431-0HH00-0AB0

參數(shù)應(yīng)答格式，如表4所示，關(guān)于參數(shù)請求及應(yīng)答描述，參考表5。

表4 參數(shù)應(yīng)答格式

表5 參數(shù)請求及應(yīng)答描述

在表6 中，是關(guān)于DPV1參數(shù)應(yīng)答中的錯誤值描述。

表6 DPV1參數(shù)應(yīng)答中的錯誤值描述

（3）S7-300/400 通過PROFIBUS DP非周期性通訊方式讀取SINAMICS G150 參數(shù)
使用S7-300/400 PLC通過PROFIBUS DP非周期性通訊方式讀取SINAMICS G150 參數(shù)，可以讀一個參數(shù)下的多個索引值，或多個參數(shù)下的多個索引值。PLC讀取SINAMICS G150 參數(shù)時必須使用兩個功能塊SFC58 / SFC59 ，程序參見圖14。

例程文件名：“G150_DP讀參數(shù)r945程序.rar” 鏈接：G150_DP2.rar
以讀取一個參數(shù)下的一個索引值為例（讀參數(shù)r945.0）：

a．使用標(biāo)志位M10.0及功能SFC58塊將讀請求（數(shù)據(jù)塊DB2如圖10所示），發(fā)送至SINAMICS G150，將M10.0設(shè)定為數(shù)值1啟動寫請求，當(dāng)寫請求完成后必須將該請求置0，結(jié)束該請求。MW300（RET_VAL）顯示錯誤代碼，用于表示數(shù)據(jù)傳輸時發(fā)生的錯誤。在變量表G150_read（如圖11所示）中，按照表3參數(shù)請求格式進(jìn)行設(shè)定，在DB1.DBW6中設(shè)定945，在DB1.DBW8中設(shè)定0，表明讀請求中要讀取r945.0中的數(shù)值。

圖10 “寫”請求數(shù)據(jù)塊DB2

圖11 變量表G150_read內(nèi)容

b．使用標(biāo)志位M10.1及功能SFC59塊將讀應(yīng)答發(fā)送至S7-300/400 ，SINAMICS G150 將參數(shù)值發(fā)送到DB3，圖12是數(shù)據(jù)塊DB3的內(nèi)容。將M10.1設(shè)定為數(shù)值1啟動讀應(yīng)答，當(dāng)讀應(yīng)答完成后必須將M10.1該請求置0。MW400 (RET_VAL) 顯示包括錯誤代碼。在變量表G150_read1（如圖13所示）中，能夠讀到相應(yīng)讀應(yīng)答，DB3.DBW6中讀到的是7861，表明此時參數(shù)r945.0=7861。

圖12 響應(yīng)數(shù)據(jù)塊DB3

圖13變量表G150_read1內(nèi)容

圖14 讀取SINAMICS G150 參數(shù)程序

（4）S7-300/400通過PROFIBUS DP非周期性通訊方式寫SINAMICS G150 參數(shù)
使用S7-300/400 PLC通過PROFIBUS DP非周期性通訊方式寫SINAMICS G150 參數(shù)，可以寫一個參數(shù)下的多個索引值，或多個參數(shù)下的多個索引值。寫參數(shù)時只需使用SFC58 ，如果需要讀取寫參數(shù)響應(yīng)時需使用SFC59，程序參見圖18。

例程文件名：“G150_DP寫參數(shù)P1120程序.rar”  鏈接：G150_DPP1120.rar
以寫參數(shù)P1120 為例 ，加以說明。

a．使用標(biāo)志位M10.2及SFC58 功能塊將寫請求（數(shù)據(jù)塊DB4如圖15所示）發(fā)送至SINAMICS G150，將M10.2設(shè)定為數(shù)值1啟動寫請求，當(dāng)寫請求完成后必須將該請求置0，結(jié)束該請求。MW500（RET_VAL）顯示錯誤代碼，用于表示數(shù)據(jù)傳輸時發(fā)生的錯誤。在變量表G150_write（如圖16所示）中，按照表3中的參數(shù)請求格式進(jìn)行設(shè)定，在DB4.DBW6中設(shè)定1120，在DB4.DBW8中設(shè)定0，表明將DB4.DBD12中的數(shù)值寫入?yún)?shù)P1120.0中。

圖15 寫請求數(shù)據(jù)塊DB4

圖16變量表G150_write中的內(nèi)容

b． 使用標(biāo)志位M10.3及功能SFC59塊將寫應(yīng)答發(fā)送到S7-300/400 數(shù)據(jù)塊DB5中，數(shù)據(jù)塊DB5的內(nèi)容，參看圖17，將M10.3設(shè)定為數(shù)值1啟動讀請求，當(dāng)讀請求完成后必須將M10.3置0。MW504 (RET_VAL) 顯示錯誤代碼。在變量表G150_write（如圖16所示）中，能夠讀到相應(yīng)寫請求響應(yīng)，DB5.DBB1中為02，表明寫請求已相應(yīng)，從SINAMICS G150 中讀到參數(shù)P1120已經(jīng)被更改，表明參數(shù)P1120已修改完成。

圖17數(shù)據(jù)塊DB5

圖18 寫SINAMICS G150 參數(shù)程序

西門子SITOP電源定貨號 注釋

6EP1 331-1SH02 西門子單相220VAC輸入，輸出24VDC        1.3A

6EP1 331-2BA00 西門子單相220VAC輸入，輸出24VDC        2A

6EP1 332-2BA00 西門子單相220VAC輸入，輸出24VDC        3.8A

6EP1 332-2BA10 西門子單相120/220VAC輸入，輸出24VDC    2.5A

6EP1 333-2AA00 西門子單相220VAC輸入，輸出24VDC  5A  工業(yè)可并聯(lián)

6EP1 333-2AA01 西門子單相120/230VAC輸入，輸出24VDC  5A    工業(yè)可并聯(lián)

6EP1 333-2BA00 西門子單相120VAC/220VAC輸入，輸出24VDC 5A

6EP1 333-2BA01 西門子單相120VAC/220VAC輸入，輸出24VDC 5A

6EP1 333-3BA00 西門子單相120VAC/220to500VAC輸入，輸出24VDC 5A

6EP1 334-2AA00 西門子單相220VAC輸入，輸出24VDC        10A    工業(yè)可并聯(lián)

6EP1 334-2AA01 西門子單相120/220VAC輸入，輸出24VDC    10A    工業(yè)可并聯(lián)

6EP1 334-2BA00 西門子單相220VAC輸入，輸出24VDC        10A

6EP1 334-2BA01 西門子單相220VAC輸入，輸出24VDC        10A

6EP1 334-3BA00 西門子單相120/220VACto500VAC輸入，輸出24VDC        10A

6EP1 336-2BA00 西門子單相220VAC輸入，輸出24VDC        20A

6EP1 336-3BA00 西門子單相220VAC輸入，輸出24VDC        20A     工業(yè)可并聯(lián)

6EP1 337-3BA00 西門子單相120/230,40A

6EP1 434-2BA00 西門子三相380VAC輸入，輸出24VDC        10A      工業(yè)可并聯(lián)

6EP1 436-2BA00 西門子三相380VAC輸入，輸出24VDC        20A      工業(yè)可并聯(lián)

6EP1 332-2BA20 西門子三相380VAC輸入，輸出24VDC        20A      新型模塊式電源

6EP1 332-2BA30 西門子三相380VAC輸入，輸出24VDC        30A      工業(yè)可并聯(lián)

6EP1 333-2AA02 西門子三相380VAC輸入，輸出24VDC        40A      工業(yè)可并聯(lián)

6EP1 333-2AA03 西門子三相380VAC輸入，輸出24VDC        40A      工業(yè)可并聯(lián)

6EP1 252-0AA00 西門子單相230VAC輸入，輸出41.5V/1.3A

6EP1 252-0AA01 西門子單相230VAC輸入，輸出41.5V/2A

6EP1 457-3BA00 西門子三相380VAC輸入，輸出48VDC        20A      工業(yè)可并聯(lián)

SIYOUNG 電源

6EP0 123-2AA00-0AA0 西門子單相230VAC輸入，輸出24VDC        2.5A

6EP0 123-2AA00-0AB0 西門子單相230VAC輸入，輸出24VDC        4A

6EP0 123-3AA00-0AB0 西門子單相230VAC輸入，輸出24VDC        6A

6EP0 123-4AA00-0AB0 西門子單相230VAC輸入，輸出24VDC        12A

西門子S7-200CPU

6ES7211-0AA23-0XB0 西門子CPU221 DC/DC/DC,6輸入/4輸出

6ES7211-0BA23-0XB0 西門子CPU221 繼電器輸出,6輸入/4輸出

6ES7212-1AB23-0XB8 西門子CPU222 DC/DC/DC,8輸入/6輸出

6ES7212-1BB23-0XB8 西門子CPU222 繼電器輸出,8輸入/6輸出

6ES7214-1AD23-0XB8 西門子CPU224 DC/DC/DC,14輸入/10輸出

6ES7214-1BD23-0XB8 西門子CPU224 繼電器輸出,14輸入/10輸出

6ES7214-2AD23-0XB8 西門子CPU224XP DC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO

6ES7214-2BD23-0XB8 西門子CPU224XP 繼電器輸出,14DI/10DO,2AI/1AO

6ES7216-2AD23-0XB8 西門子CPU226 DC/DC/DC,24輸入/16輸出

6ES7216-2BD23-0XB8 西門子CPU226 繼電器輸出,24輸入/16輸出

擴(kuò)展模塊

6ES7 221-1BH22-0XA8 西門子EM221 16入 24VDC，開關(guān)量

6ES7 221-1BF22-0XA8 西門子EM221 8入 24VDC，開關(guān)量

6ES7 221-1EF22-0XA0 西門子EM221 8入 120/230VAC，開關(guān)量

6ES7 222-1BF22-0XA8 西門子EM222 8出 24VDC，開關(guān)量

6ES7 222-1EF22-0XA0 西門子EM222 8出 120V/230VAC，0.5A 開關(guān)量

6ES7 222-1HF22-0XA8 西門子EM222 8出 繼電器

6ES7 222-1BD22-0XA0 西門子EM222 4出 24VDC 固態(tài)－MOSFET

6ES7 222-1HD22-0XA0 西門子EM222 4出 繼電器 干觸點

6ES7 223-1BF22-0XA8 西門子EM223 4入/4出 24VDC，開關(guān)量

6ES7 223-1HF22-0XA8 西門子EM223 4入 24VDC/4出 繼電器

6ES7 223-1BH22-0XA8 西門子EM223 8入/8出 24VDC，開關(guān)量

6ES7 223-1PH22-0XA8 西門子EM223 8入 24VDC/8出 繼電器

6ES7 223-1BL22-0XA8 西門子EM223 16入/16出 24VDC，開關(guān)量

6ES7 223-1PL22-0XA8 西門子EM223 16入 24VDC/16出 繼電器

6ES7 223-1BM22-0XA8 西門子EM223 32入/32出 24VDC，開關(guān)量

6ES7 223-1PM22-0XA8 西門子EM223 32入 24VDC/32出 繼電器

6ES7 231-0HC22-0XA8 西門子EM231 4入*12位精度，模擬量

6ES7 231-7PB22-0XA8 西門子EM231 2入*熱電阻，模擬量

6ES7 231-7PD22-0XA8 西門子EM231 4入*熱電偶，模擬量

6ES7 232-0HB22-0XA8 西門子EM232 2出*12位精度，模擬量

6ES7 235-0KD22-0XA8 西門子EM235 4入/1出*12位精度，模擬量

6ES7 277-0AA22-0XA0 西門子EM277 PROFIBUS-DP接口模塊

6GK7 243-2AX01-0XA0 西門子CP243-2 AS-i接口模塊

6ES7 253-1AA22-0XA0 西門子EM253 位控模塊

6ES7 241-1AA22-0XA0 西門子EM241 調(diào)制解調(diào)器模塊

6GK7 243-1EX00-0XE0 西門子CP243-1工業(yè)以太網(wǎng)模塊

6GK7 243-1GX00-0XE0 西門子CP243-1IT 工業(yè)以太網(wǎng)模塊

S7200SMARTCPU模塊  

6ES7 288-1SR20-0AA0 CPU SR20 標(biāo)準(zhǔn)型CPU模塊，繼電器輸出，220VAC供電，12輸入/8輸出

6ES7 288-1SR40-0AA0 CPU SR40 標(biāo)準(zhǔn)型CPU模塊，繼電器輸出，220VAC供電，24輸入/16輸出

6ES7 288-1ST40-0AA0 CPU ST40 標(biāo)準(zhǔn)型CPU模塊，晶體管輸出，24VDC供電，24輸入/16輸出

6ES7 288-1SR60-0AA0 CPU SR60 標(biāo)準(zhǔn)型CPU模塊，繼電器輸出，220VAC供電，36輸入/24輸出

6ES7 288-1ST60-0AA0 CPU ST60 標(biāo)準(zhǔn)型CPU模塊，晶體管輸出，24VDC供電，36輸入/24輸出

6ES7 288-1CR40-0AA0 CPU CR40 經(jīng)濟(jì)型CPU模塊，繼電器輸出，220VAC供電，24輸入/16輸出

S7200SMART數(shù)字量擴(kuò)展模塊  

6ES7 288-2DE08-0AA0 EM DI08 數(shù)字量輸入模塊，8×24VDC輸入

6ES7 288-2DR08-0AA0 EM DR08 數(shù)字量輸出模塊，8×繼電器輸出

6ES7 288-2DT08-0AA0 EM DT08 數(shù)字量輸出模塊，8×24VDC輸出

6ES7 288-2DR16-0AA0 EM DR16 數(shù)字量輸入/輸出模塊，8×24VDC輸入/8×繼電器輸出

6ES7 288-2DT16-0AA0 EM DT16 數(shù)字量輸入/輸出模塊，8×24VDC輸入/8×24VDC輸出

6ES7 288-2DR32-0AA0 EM DR32 數(shù)字量輸入/輸出模塊，16×24VDC輸入/16×繼電器輸出

6ES7 288-2DT32-0AA0 EM DT32 數(shù)字量輸入/輸出模塊，16×24VDC輸入/16×24VDC輸出

S7200SMART模擬量擴(kuò)展模塊  

6ES7 288-3AE04-0AA0 EM AI04 模擬量輸入模塊，4輸入

6ES7 288-3AQ02-0AA0 EM AQ02 模擬量輸出模塊，2輸出

6ES7 288-3AM06-0AA0 EM AM06 模擬量輸入/輸出模塊，4輸入/2輸出

6ES7 288-3AR02-0AA0 EM AR02 熱電阻輸入模塊，2通道

S7200SMART信號板  

6ES7 288-5CM01-0AA0 SB CM01 通信信號板，R485/R232

6ES7 288-5DT04-0AA0 SB DT04 數(shù)字量擴(kuò)展信號板，2×24VDC輸入/2×24VDC輸出

6ES7 288-5AQ01-0AA0 SB AQ01 模擬量擴(kuò)展信號板，1×12位模塊量輸出

西門子SITOP 6EP電源6EP1334-2AA01

西門子SITOP 6EP電源6EP1334-3BA00

西門子SITOP 6EP電源6EP1336-3BA00

西門子SITOP 6EP電源6EP1332-1SH42

西門子SITOP 6EP電源6EP1331-1SH02

西門子SITOP 6EP電源6EP1333-2BA01

西門子SITOP 6EP電源6EP1332-2BA10