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產(chǎn)品簡(jiǎn)介
產(chǎn)品介紹
說(shuō)明：
由于 TP170A , TP170micro 及 TP177micro 系統(tǒng)時(shí)鐘為軟時(shí)鐘，因此系統(tǒng)時(shí)鐘只能通過(guò)“日期/時(shí)間 PLC ”區(qū)域指針按一定時(shí)間間隔與 S7-200 控制器進(jìn)行同步。
您有兩種選擇：
- 將控制器系統(tǒng)時(shí)鐘傳送至操作面板
- 將自定義系統(tǒng)時(shí)鐘傳送至控制器及操作面板
在本條目的zui后提供了一個(gè)以上所描述的兩種傳送方法的樣例壓縮文件 。其包含了 STEP 7 Micro/Win 的一個(gè)程序塊（庫(kù)）及 WinCC flexible 組態(tài)的相關(guān)操作面板項(xiàng)目。
您可以在操作面板上通過(guò)使用“日期/時(shí)鐘 PLC ”區(qū)域指針（參看圖 01 ）來(lái)同步系統(tǒng)時(shí)鐘，該時(shí)鐘為操作信息及其他事件信息的時(shí)間戳。在有些操作面板沒(méi)有“日期/時(shí)間 PLC ”區(qū)域指針的情況下， WinCC flexible 無(wú)法組態(tài)。
在 WinCC flexible 中組態(tài)
在“區(qū)域指針”選項(xiàng)單中插入“日期/時(shí)間 PLC ”區(qū)域指針并設(shè)置連接參數(shù)。（圖 01 ）。然后定義區(qū)域指針的起始地址，例如“ VB 0 ”，該地址用于存放 S7-200 傳送至操作面板的系統(tǒng)時(shí)鐘。通過(guò)更新周期可以定義操作面板更新當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)鐘為控制器系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)間間隔。建議將更新周期設(shè)置為至少 10 秒。
圖 01
為了能夠讀出 S7-200 的系統(tǒng)時(shí)鐘，您需要從 STEP 7 Micro/WIN 項(xiàng)目樹(shù)的指令中調(diào)用 READ_RTC 塊。
在 STEP 7 Micro/WIN 中的組態(tài)
在您的 STEP 7 Micro/WIN 程序中需要調(diào)用 READ_RTC 函數(shù)用于讀出系統(tǒng)時(shí)鐘。將區(qū)域指針的地址分配給 T 參數(shù)。zui后您需要將 WinCC flexible 樣例項(xiàng)目下載到您的操作面板中。
圖 02
將自定義系統(tǒng)時(shí)鐘傳送至控制器及操作面板
如果您希望使操作面板的系統(tǒng)時(shí)鐘能與 S7-200 的系統(tǒng)時(shí)鐘同步且通過(guò)操作面板能夠修改時(shí)鐘，您必須使用該條目的zui后所提供的 附件 1 中所包含的“ Timesynch_TP170A_micro ”（ v1.1 ）塊。
下面解釋用于操作面板與 S7-200 時(shí)鐘同步的“ Timesynch_TP170A_micro ”的執(zhí)行。
STEP 7 Micro/WIN 中的組態(tài)
在 STEP 7 Micro/WIN 中導(dǎo)入庫(kù)（附件 1 ）。在條目 ID: 16689345 中可查閱在 STEP 7 Micro/WIN 中導(dǎo)入庫(kù)的信息。
通過(guò)打開(kāi)“文件 > 庫(kù)存儲(chǔ)... ”為同步區(qū)域定義公共存儲(chǔ)區(qū)域。例如選擇“ Timesynch_TP170A_micro ”（ v1.1 ）塊并輸入起始地址“ VB 0 ”。
圖 03
注意：
使用“ Timesynch_TP170A_micro (v1.1) ”庫(kù)中的升級(jí)版本同步塊。
注意：
您可以在庫(kù)中通過(guò)右鍵單擊打開(kāi)彈出菜單標(biāo)記塊來(lái)改變塊的版本。然后選擇“屬性”。在“版本庫(kù)”下顯示了塊的zui后版本。在塊注釋中給出了版本號(hào) v1.1 。
將時(shí)鐘同步塊集成到程序中（例如“ MAIN （ OB1 ）”）并為塊定義參數(shù)（變量）。通過(guò)在 S7-200 程序中連接輸入“ EN ”來(lái)使能該塊，例如使用“ LD SM0.0 ”。
在樣例中的變量（ VB12-VB19 ）用于設(shè)置 S7-200 的系統(tǒng)時(shí)鐘。標(biāo)志 M1.1 作為傳送至控制器的觸發(fā)位。第二個(gè)標(biāo)志只有內(nèi)部操作時(shí)需要。
圖 04
為了能夠通過(guò)操作面板來(lái)改變 S7-200 的系統(tǒng)時(shí)鐘您必須在 WinCC flexible 中進(jìn)行以下設(shè)置。
WinCC flexible 中的組態(tài)
如上所述，在項(xiàng)目中插入“日期/時(shí)間 PLC ”區(qū)域指針。為了與區(qū)域指針使用的地址區(qū)域*您需要在 STEP 7 Micro/WIN 中使用一樣的地址區(qū)域（參看圖 03 ）。
圖 05
在 WinCC flexible 中定義 6 個(gè)“ Byte ”類(lèi)型的變量用于在操作面板上輸入日期/時(shí)間以及 1 個(gè)“ Bool ”類(lèi)型的變量用于觸發(fā)將時(shí)鐘傳送至控制器。在操作面板上您可以通過(guò) I/O 域連接變量來(lái)分配時(shí)間值及通過(guò)一個(gè)按鈕來(lái)置位/復(fù)位所連接的觸發(fā)位（ M1.1 ）。在操作面板上顯示的輸入域都必須為十六進(jìn)制。
1. 概述
通常情況下，要實(shí)現(xiàn)HMI設(shè)備與V20變頻器的通訊，需要一個(gè)支持USS通訊或MODBUS通訊的PLC，比如S7-200系列PLC。其通訊電纜連接如圖1所示。PLC的一個(gè)通訊端口與觸摸屏連接，可以采用PPI協(xié)議通訊。PLC的另一個(gè)通訊端口與V20的RS485通訊端口連接，采用MODBUS協(xié)議通訊，PLC上編寫(xiě)MODBUS主站程序，V20為從站。
圖1 觸摸屏通過(guò)PLC與V20變頻器通訊
如果只需要對(duì)V2O變頻器做簡(jiǎn)單的運(yùn)行控制和變量監(jiān)視，那么上述配置中PLC的作用僅為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。這種情況下，觸摸屏直接和V20變頻器通訊，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控功能，而且可以少用一個(gè)PLC，節(jié)省成本。采用西門(mén)子的SMART LINE系列觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)與V20變頻器直接通訊的功能。通訊電纜連接如圖2所示。SMART LINE觸摸屏作為MODBUS主站，V20為從站。
圖2 觸摸屏直接與V20變頻器通訊
2. 硬件設(shè)備及其安裝
下面用一個(gè)實(shí)例來(lái)介紹Smart Line觸摸屏與一臺(tái)V20變頻器通過(guò)MODBUS通訊的實(shí)現(xiàn)方法。該例子中用到的主要硬件設(shè)備如表1所示，觸摸屏組態(tài)軟件為WinCC Flexible 2008 SP4 China。
表1 示例主要硬件設(shè)備
| 名稱(chēng) | 訂貨號(hào) | 數(shù)量 | 說(shuō)明 |
| 觸摸屏 | 6AV6648-0BE11-3AX0 | 1 | Smart 1000 IE |
| 24V電源 | 6EP1332-1SH51 | 1 | DC24V/4A |
| 變頻器 | 6SL3210-5BE17-5UV0 | 1 | V20 變頻器 0.75kW |
| 電機(jī) | 1LA9060-4KA10-Z | 1 | 1LA9 電機(jī) 0.12kW |
硬件安裝步驟如下：
1）將變頻器、電機(jī)、觸摸屏固定在安裝工位上。
2）連接變頻器到電機(jī)的動(dòng)力電纜和接地電纜。
3）連接供電電源到變頻器的動(dòng)力電纜和接地電纜。
4）連接變頻器和觸摸屏的RS485通訊電纜。觸摸屏RS485的9針接口與 V20端子對(duì)應(yīng)關(guān)系：3對(duì)應(yīng)P+，8對(duì)應(yīng)N-。
5）連接24V直流電源的交流進(jìn)線電纜和到觸摸屏的直流供電電纜。
3. V20變頻器參數(shù)設(shè)置
V20變頻器要采用MODBUS通訊，可以做如下設(shè)置：
1）變頻器恢復(fù)出廠參數(shù)：
P0010=30
P0970=21
2）變頻器快速調(diào)試，選擇Cn011-MODBUS通訊連接宏：
a)設(shè)置電網(wǎng)頻率和功率單位
b)輸入電機(jī)銘牌參數(shù)
c)選擇連接宏Cn011-MODBUS通訊
d)選擇應(yīng)用宏AP000
Cn011連接宏對(duì)應(yīng)參數(shù)如表2所示。
表2 Cn011對(duì)應(yīng)參數(shù)設(shè)置
| 參數(shù) | 描述 | 工廠缺省值 | Cn011默認(rèn)值 | 備注 |
| P0700[0] | 選擇命令源 | 1 | 5 | RS485為命令源 |
| P1000[0] | 選擇速度給定 | 1 | 5 | RS485為速度設(shè)定值 |
| P2023[0] | RS485協(xié)議選擇 | 1 | 2 | MODBUS RTU協(xié)議 |
| P2010[0] | USS/MODBUS波特率 | 8 | 6 | 波特率為9600bps |
| P2021[0] | MODBUS地址 | 1 | 1 | 變頻器MODBUS地址為1 |
| P2022[0] | MODBUS應(yīng)答超時(shí)時(shí)間 | 1000 | 1000 | 向主站發(fā)回應(yīng)答的zui大時(shí)間 |
| P2014[0] | USS/MODBUS報(bào)文間斷時(shí)間 | 2000 | 100 | 監(jiān)控報(bào)文間斷時(shí)間 |
3）修改MODBUS通訊參數(shù)，其它參數(shù)為Cn011連接宏默認(rèn)參數(shù)：
P2014[0]=0 不監(jiān)控報(bào)文間隔時(shí)間，否則可能會(huì)報(bào)F72故障
P2021[0]=3 MODBUS設(shè)備地址為3（與觸摸屏組態(tài)軟件中設(shè)置的從站地址*）
4. 觸摸屏組態(tài)
在WinCC Flexible 2008 SP4 China軟件中組態(tài)Smart 1000 IE觸摸屏。詳細(xì)步驟如下：
1）創(chuàng)建項(xiàng)目。
創(chuàng)建一個(gè)空項(xiàng)目，如圖3所示。
圖3 創(chuàng)建空項(xiàng)目
選擇觸摸屏設(shè)備為Smart 1000 IE，如圖4所示。
圖4 選擇Smart 1000 IE觸摸屏
2）設(shè)置連接。
在連接畫(huà)面中新建一個(gè)連接，相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下：
通訊驅(qū)動(dòng)程序：Modicon MODBUS
類(lèi)型：RS485
波特率：9600
奇偶校驗(yàn)：偶
數(shù)據(jù)位：8
停止位：1
組幀：RTU Standard
CPU類(lèi)型：984
從站地址：3
連接設(shè)置如圖5所示。
圖5 連接設(shè)置
3）添加變量。
添加與變頻器監(jiān)控相關(guān)的10個(gè)變量，如表3所示。
表3 變量列表
| 變量名 | MODBUS寄存器地址 | 說(shuō)明 |
| CtrlWord1 | 40100 | 控制字1 |
| SetPoint | 40101 | 速度設(shè)定值 |
| StsWord1 | 40110 | 狀態(tài)字1 |
| Feedback | 40111 | 速度實(shí)際值 |
| ActFreq | 40342 | 頻率實(shí)際值 |
| OutpVoltage | 40343 | 輸出電壓 |
| DCVol | 40344 | 直流電壓 |
| OutpCurrent | 40345 | 輸出電流 |
| OutpTorque | 40346 | 輸出轉(zhuǎn)矩 |
| OutpPower | 40347 | 輸出功率 |
變量地址參照V20變頻器操作手冊(cè)，添加完成后的變量畫(huà)面如圖6所示。
圖6 添加變量
速度設(shè)定值變量SetPoint是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)來(lái)表示-50Hz到+50Hz的轉(zhuǎn)速，此處采用變量的線性轉(zhuǎn)換屬性，將-16384對(duì)應(yīng)-1500，+16384對(duì)應(yīng)+1500，如圖7所示。再采用變量的限制值屬性，將變量的輸入值限制在-1600和+1600之間，如果超出該限制值的范圍，則輸入不起作用。如圖8所示。
圖7 速度設(shè)定值變量線性轉(zhuǎn)換
圖8 速度設(shè)定值變量限制值
速度反饋值變量Feedback也是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)來(lái)表示-50Hz到+50Hz的轉(zhuǎn)速，此處也采用變量的線性轉(zhuǎn)換屬性，將-16384對(duì)應(yīng)-1500，+16384對(duì)應(yīng)+1500，如圖9所示。注意，圖9和圖7所示的線性轉(zhuǎn)換是*的。
圖9 速度反饋值變量線性轉(zhuǎn)換
4）添加畫(huà)面。
項(xiàng)目生成時(shí)已經(jīng)有一個(gè)模板和一個(gè)畫(huà)面，此例僅用到一個(gè)畫(huà)面。修改畫(huà)面的名字為V20_Monitor，如圖10所示。
圖10 編輯之前的畫(huà)面V20_Monitor
5）編輯模板。
模板中的對(duì)象在選擇使用模板的畫(huà)面中會(huì)顯示出來(lái)，此處把西門(mén)子的LOGO和退出Runtime的按鈕放置在模板中，如圖11所示。
圖11 編輯模板
然后在按鈕的事件屬性中添加函數(shù)。在按鈕STOP RT事件屬性的單擊事件下添加StopRuntime函數(shù)，如圖12所示。
圖12 退出運(yùn)行畫(huà)面按鈕事件設(shè)置
6）編輯畫(huà)面。
在V20_Monitor畫(huà)面中放置IO域、文本域、按鈕、棒圖、圓形等對(duì)象。在文本域中輸入相應(yīng)的文本，設(shè)置字號(hào)、顏色等，將相關(guān)對(duì)象分類(lèi)排列整齊，完成后的V20_Monitor畫(huà)面如圖13所示。
圖13編輯完成的畫(huà)面V20_Monitor
給10個(gè)IO域分別連接10個(gè)變量。
其中控制字1和狀態(tài)字1采用16進(jìn)制顯示，控制字1類(lèi)型模式為輸入/輸出，狀態(tài)字1類(lèi)型模式為輸出，如圖14所示。
圖14 控制字1對(duì)應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置
轉(zhuǎn)速設(shè)定、實(shí)際轉(zhuǎn)速、輸出電壓、直流電壓采用帶符號(hào)整數(shù)顯示，轉(zhuǎn)速設(shè)定類(lèi)型模式為輸入/輸出，其它三個(gè)變量類(lèi)型模式為輸出，如圖15所示。
圖15 實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置
輸出頻率、輸出電流、輸出轉(zhuǎn)矩、輸出功率采用帶符號(hào)整數(shù)顯示，并移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)2位，類(lèi)型模式為輸出，如圖16所示。此處移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)2位的作用是將通訊接收到的值除以100并顯示在觸摸屏上，這樣做的理由是V20變頻器在發(fā)送這些值時(shí)將實(shí)際值乘了100。
圖16 輸出電流對(duì)應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置
除了用IO域來(lái)顯示實(shí)際轉(zhuǎn)速的數(shù)值外，還采用棒圖這種圖形化的形式來(lái)顯示實(shí)際轉(zhuǎn)速，編輯完成的棒圖外觀如圖17所示。
圖17 編輯完成的棒圖外觀
設(shè)置棒圖的常規(guī)屬性，其中連接變量為Feedback，zui大值設(shè)為2000，zui小值設(shè)為-2000，如圖18所示。
圖18 棒圖常規(guī)屬性設(shè)置
設(shè)置棒圖的外觀，如圖19所示。
圖19 棒圖外觀屬性設(shè)置
設(shè)置棒圖刻度，如圖20所示。
圖20 棒圖刻度屬性設(shè)置
運(yùn)行指示燈用來(lái)指示變頻器是否處于運(yùn)行狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第2位，運(yùn)行時(shí)顯示綠色，非運(yùn)行時(shí)顯示白色。其外觀動(dòng)畫(huà)設(shè)置如圖21所示。
圖21 運(yùn)行指示及其外觀動(dòng)畫(huà)設(shè)置
反轉(zhuǎn)指示燈用來(lái)指示變頻器是否處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第14位，反轉(zhuǎn)時(shí)顯示綠色，非反轉(zhuǎn)時(shí)顯示白色。其外觀動(dòng)畫(huà)設(shè)置如圖22所示。
圖22 反轉(zhuǎn)指示及其外觀動(dòng)畫(huà)設(shè)置
故障指示燈用來(lái)指示變頻器是否處于故障狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第3位，故障時(shí)顯示紅色，非故障時(shí)顯示綠色。其外觀動(dòng)畫(huà)設(shè)置如圖23所示。
圖23 故障指示及其外觀動(dòng)畫(huà)設(shè)置
接著設(shè)置4個(gè)按鈕的功能，此處在按鈕的單擊事件下添加不同的函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功能。
啟動(dòng)按鈕：添加SetValue函數(shù)，變量為CtrlWord1，值為1150（16進(jìn)制047E）。再添加SetBitInTag函數(shù)，變量仍為CtrlWord1，位為0，如圖24所示。每次按下啟動(dòng)按鈕，觸摸屏將先發(fā)送047E，再發(fā)送047F給V20變頻器，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)功能。
圖24 啟動(dòng)按鈕事件設(shè)置
停止按鈕：添加ResetBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為0，如圖25所示。每次按下停止按鈕，控制字1的第0位將被復(fù)位為0，觸摸屏將發(fā)送047E給V20變頻器，實(shí)現(xiàn)OFF1停車(chē)功能。
圖25 停止按鈕事件設(shè)置
反向按鈕：添加InvertBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為11，如圖26所示。每次按下反向按鈕，控制字1的第11位將做非運(yùn)算，觸摸屏將相應(yīng)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指令發(fā)送給V20變頻器，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向反向功能。
圖26 反向按鈕事件設(shè)置
故障確認(rèn)按鈕：添加SetBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為7。再添加ResetBitInTag函數(shù)，變量仍為CtrlWord1，位為7，如圖27所示。每次按下故障確認(rèn)按鈕，觸摸屏將先發(fā)送1狀態(tài)的故障確認(rèn)位，再發(fā)送0狀態(tài)的故障確認(rèn)位給V20變頻器，給故障確認(rèn)位一個(gè)上升沿，實(shí)現(xiàn)故障確認(rèn)功能。
圖27 故障確認(rèn)按鈕事件設(shè)置
5. 系統(tǒng)運(yùn)行效果
完成上述步驟之后，下載組態(tài)程序至觸摸屏中。實(shí)際運(yùn)行效果證明：SMART LINE觸摸屏與V20變頻器通訊正常，觸摸屏可以通過(guò)四個(gè)按鈕控制變頻器運(yùn)行、停止、反向以及故障確認(rèn)；變頻器相關(guān)變量和狀態(tài)可以在觸摸屏上正確顯示。變頻器運(yùn)行時(shí)觸摸屏顯示畫(huà)面如圖28所示。
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