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上海朕锌电气设备有限公司
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1 S7-1200与变频器的连接
1.1本例程的系统配置
1.2 硬件连接
1.2.1硬件连线
1.2.2 PLC与控制单元通信端口之间的连接
2.1 地址设置
2.2 参数设置
表2-1
SINAMICS V90固件版本1.05以上开始，伺服驱动器提供了Modbus RTU 通信功能。PLC可以通过 Modbus 的FC3及FC6功能代码读取或写入伺服驱动的寄存器，S7-200 Smart可通过标准的Modbus功能块完成发送伺服驱动器的控制指令及读写驱动的参数。本文详细描述了S-200 SMART PLC 通过Modbus RTU 通信连接SINAMICS V90实现内部位置的MDI功能。
使用的硬件如表2-1所示。
序号
设备名称
订货号
1
SIMATIC S7-200 SMART CPU ST60
6ES7288-1ST60-0AA0
2
V90驱动器
6SL3210-5FE10-4UA0（V1.05版本以上）
3
伺服电机
1FL6042-1AF61-0LG1
4
电机及编码器配套电缆
使用的软件如表2-2所示。
序号
描 述
1
Window 7 旗舰版 32位或64位
2
STEP 7-Micro/WIN SMART 编程软件
3
SINAMICS V-ASSISTANT V1.02
SINAMICS V90 伺服驱动通过 RS485 电缆与 PLC 连接，使用标准 Modbus 通信协议进行通讯。通过Modbus PLC给V90发送伺服使能和停止命令并且可以读取伺服驱动器的状态及故障代码。
SINAMICS V90 伺服驱动通过 RS485 接口（X12）使用 MODBUS 协议与 PLC RS485（端口 0） 进行通讯，接线如图2-1所示。
图2-1 S7-200 SMART CPU 与V90通讯线连接
V90内部控制的控制数据寄存器如表3-1所示。
寄存器编号
描述
单位
定标系数
范围
40100
IPOS控制模式控制字
40932/40933
MDI 速度设定值
1000LU/min
1
1至2147482647
40934
MDI 加速度倍率
%
100
0.1 至100
40935
MDI 减速度倍率
%
100
0.1 至100
40102
位置设定值高字
LU
1
-2147482648至
2147482647
40103
位置设定值低字
表3-1 V90的内部位置控制数据寄存器
IPOS控制模式寄存器 40100控制字的定义如表3-2所示。
位
信号
描 述
0
SON_OFF1
通过上升沿使能伺服，=0时驱动通过斜坡函数发生器停车，脉冲被取消
1
OFF2
1：OFF2=1,允许使能
0：OFF2=0,立即取消脉冲
2
OFF3
1：OFF3=1,允许使能
0：OFF3=0，快速停车，脉冲被消除
3
OPER
1：允许运行（脉冲可以被使能）
0：禁止运行（取消脉冲）
4
SETP_ACC
触发上升沿来接收MDI 设定值
5
TRANS_TYPE SE
1：立即接收新的设定值
0：通过触发上升沿来接收新的设定值
6
POS_TYP
1：**定位
0：相对定位
7
RESET
复位故障
8
预留
9
预留
10
PLC
使能 PLC 的控制权
11
预留
12
预留
13
SREF
启动回参考点（对于p29240=0，通过REF 信号回参考点）
14
预留
15
预留
表3-2 寄存器 40100控制字的定义
按照表3-3设置伺服驱动器的相关参数
参数设置
说明
P29003=1
P29003为内部控制模式
P29303[0]=3
设置DI3为CWL，正限位，连接限位开关为高电平
P29304[0]=4
设置DI4为CCWL，负限位，连接限位开关为高电平
P29004=1
设置SINAMICS V90 的MODBUS站地址为1
P29007=2
设置通信协议为Modbus 协议
P29008=1
选择 Modbus 控制源,设定值和控制字来自于 Modbus PZD
P29009=8
设置传输波特率为38400 波特
表3-3伺服驱动器的相关参数
PLC的编程如表3-4所示。
序号
1
初始化Modbus通信接口，需确保 PLC 的波特率与驱动设置一致，设置 PLC 校验方式为偶校验（parity = 2）。
2
通过寄存器 40100 写入需要的控制字。必须设置寄存器 40100 的位 10 为1 以允许 PLC 控制驱动。使能驱动器，先将16进制数 40E 写入寄存器40100 中，然后再写入 40F）。
3
如果需要对带增量编码器驱动执行回参考点操作，保持驱动为伺服使能状态，可通过写控制字 40100 *13位，执行回参考点操作。
4
通过MBUS_MSG功能块，将位置设定值和速度设定值写入寄存器 40932、40933、40934、40935、40102 和40103 中。
5
MDI相对定位的40100控制寄存器操作：
(1) 在IPos 控制模式中，控制字的位6=0选择相对定位模式(40F)
(2) 控制字的位5=0，设置使用上升沿来接收MDI 设定值(40F)
(3) 将表3-1中的寄存器，写入需要的值 (如40934及40935写入十六进制的4000, 40932/40933写入MDI速度值，40102/40103写入MDI的位置值) 后，通过PLC发送控制字的位4上升沿来接收设定值，驱动进行MDI运行(41F)
MDI**定位的40100控制寄存器操作：
(1) 在IPos 控制模式中，控制字的位6=1来选择**定位模式(44F)
(2) MDI设定值的生效有两种：
MDI设定值立即生效：控制字的位5=1，设置接收的MDI设定值立即生效(46F)；
上升沿来接收MDI 设定值：控制字的位5=0，设置使用上升沿来接收MDI 设定值(44F)
(3) 将表3-1中的寄存器写入需要的值 (如40934及40935写入十六进制的4000, 40932/40933写入MDI速度值，40102/40103写入MDI的位置值)后，如果是MDI设定值立即生效，则驱动进行MDI运行。如果是通过上升沿接收MDI设定值，则通过PLC发送控制字的位4的上升沿来接收设定值(45F)，驱动进行MDI运行
表3-4 PLC的编程
本例程中用到的硬件： S7-1200（CPU 1214C）、G120 ( 控制单元CU240B-2 )、一台装有TIA Portal软件的PC机、CM1241模块、电源模块、标准RJ45网线。
本例程中的硬件间的结构如下图所示：
图1-1
用电缆将CU240B-2 Modbus 通讯接口与PLC通信模块连接起来，如下图所示。
图1-2
2 变频器设置
可以通过控制单元上的地址开关，也可以通过参数 P2021 或 STARTER 中“Control Unit / Communication / Field bus”页面来确定变频器的 Modbus-RTU 地址。
只有所有地址开关都设为“OFF”(0)时，P2021 或 STARTER 中的设置才有效。否则，Modbus-RTU 地址为地址开关所设置的地址。
除了设置地址之外，还需要对其他一些变频器的通信参数进行设置，才可以进行MODBUS通信。具体需要设置的参数如表2-1所示：
问题:
参数
描述
P0015 = 21
变频器宏程序
选择 I/O 配置
p2030 = 2
现场总线协议选择
2： Modbus
p2020
现场总线波特率
设置范围是 4800 bit/s … 187500 bit/s，出厂为 19200 bit/s
p2024
Modbus 计时
在该时间后，从站应答主站。
指一个 Modbus 消息帧内，单个字符之间允许的较大延迟时间。 （即 Modbus 1.5 个字节标准的处理时间）
指 Modbus 报文之间允许的较大延时。（即 Modbus 3.5 个字节标准的处理时间）
p2029
现场总线错误统计
指现场总线接口上接收错误的统计、显示
p2040
过程数据监控时间
指没有收到过程数据时发出报警的延时。
注： 该时间必须根据从站数量、总线波特率加以调整，出厂为 100 ms。
如何给SINAMICS G120变频器连接直流24V外部供电?
答案：
当断开主回路电源时，又希望保持SINAMICS G120变频器的控制电源，就需要给变频器连接直流24V外部供电。根据变频器功
率单元的不同，有两种连接方式。
（1）当功率单元的外形尺寸为FSA ～ FSF时，直流24V供电需要连接到控制单元的31/32号端子上。如下图：
（2）当功率单元的外形尺寸为FSGX时，直流24V供电要连接到功率单元X9端子排的1/2号端子上，*连接到控制单元。
X9端子排位置以及1/2号端子说明如下：
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端子编号
功能
说明
1
P24V（+）
用于连接直流24V供电
2
M（-）
1 概述
2 *条件
2.1 使用的硬件
表2-1使用的硬件
2.2 使用的软件
表2-2使用的软件
2.3 通信连接
3 通过Modbus通信实现V90内部位置控制的MDI功能
3.1 V90 Modbus 寄存器说明
3.2 V90参数设置
3.3 PLC的编程