S7-1200 與 G120 CU250S-2PN 的 PROFINET 通訊（周期通訊讀寫變頻器參數）

1、PROFINET IO 通訊功能概述

SINAMICS G120 的控制單元CU250S-2 PN 支持基于PROFINET 的周期過程數據交換和變頻器參數訪問。

周期過程數據交換

PROFINET IO 控制器可以將控制字和主給定值等過程數據周期性的發送至變頻器，并從變頻器周期性的讀取狀態字和實際轉速等過程數據。

變頻器參數訪問

提供PROFINET IO 控制器訪問變頻器參數的接口，有兩種方式能夠訪問變頻器的參數：

   1. 周期性通訊的PKW 通道（參數數據區）：通過PKW 通道PROFINET IO 控制器可以讀寫變頻器參數，每次只能讀或寫一個參數，PKW 通道的長度固定為4 個字。

   2. 非周期通訊：PROFINET IO 控制器通過非周期通訊訪問變頻器數據記錄區，每次可以讀或寫多個參數。

本文通過示例介紹S7-1200 與G120 CU250S-2 PN 的PROFINET PKW 通訊，以組態標準報文353 為例介紹通過S7-1200 如何通過PKW通訊讀r2902[5]參數值、寫P1121 參數。

2、參數通道（PKW）的數據結構

PKW 通訊工作模式：主站發出請求，變頻器收到主站請求后處理請求，并將處理結果應答給主站。

圖 2-1 PKW 通訊原理

圖 2-2 PKW 參數通道的結構

PKW 通訊的請求和應答數據總是包含4 個字，第1 個字和第2 個字傳送參數號、索引以及任務類型（讀或寫），第3 個和第4 個字傳送參數內容。

2.1 PKE：PKW 第 1 個字

   · AK：位 12~15 包含了任務 ID 或應答 ID，任務 ID 參考表 2-1，應答 ID參考表 2-2 ；

   · SPM：始終為 0；

   · PNU：參數號 < 2000 PNU = 參數號。參數號≥ 2000 PNU = 參數

號減去偏移，將偏移寫入分區索引中（ IND 位 7 … 0 ）。

圖 2-3 PKE 結構

表2-1 控制器發送給變頻器的任務ID

   1) 所需參數元素在 IND（第 2 個字）中規定。

   2) 以下的任務 ID 是相同的：1 ≡ 6、2 ≡ 7、3 ≡ 8。

我們建議使用 ID 6、7 和 8。

表2-2 變頻器發送給控制器的應答 ID

   1) 所需參數元素在 IND（第 2 個字）中規定。

   2) 所需含索引的參數元素在 IND（第 2 個字）中規定。

表2-3 應答 ID = 7 中的錯誤號

2.2 參數索引 IND：PKW 第 2 個字

   · 子下標（參數下標）：標識變頻器參數的子索引（參數下標）值。例如P0840[1]中括號中的“1”即為參數下標。

   · 分區下標：變頻器參數偏移量，配合 PNU 確定參數號。例如 P2902 的分區下標 = 0x80，分區下表查詢請參考表 2-4。

圖2-4 IND 結構

表2-4 分區下標設置

2.3 參數值 PWE：PKW 第 3、4 個字

參數值 PWE 總是以雙字方式（ 32 位）發送，一條報文只能傳送一個參數值。

   · 32 位的參數值由 PWE1（第 3 個字）和 PWE2（第 4 個字）兩個字組成；

   · 16 位的參數值以 PWE2 表示，PWE1 為 0；

   · 8位的參數值以 PWE2 中位 0…7 表示，高 8 位和 PWE1 為 0；

   · BICO 參數：PWE1 表示參數號，PWE2 位 10…15 為 1，PWE2 位0…9 表示參數的索引或位號。

3、S7-1200 與CU250S-2 PN 的PROFINET PKW 通訊實例

3.1 S7-1200 組態

CU250S-2 PN 控制單元支持兩種 PKW 通訊報文：353 報文和 354 報文，它們的區別在于過程值通道 PZD 數量的不同，PKW 通道功能完全相同。本示例以組態 353 報文為例。

S7-1200 與 CU250S-2 PN 的 PROFINET 通訊基本組態過程以及變頻器通訊參數設置請參考《S7-1200 與 G120 CU250S-2 PN 的 PROFINET PZD 通訊》文檔，在此不做詳細介紹。

3.1.1 組態 CU250S-2 PN 通訊報文

1. 將硬件目錄中“SIEMENS  353, PKW+PZD-2/2”模塊拖拽到“設備概覽”視圖的插槽中，系統自動分配了輸入輸出地址，本示例中分配PKW 的輸入地址 IB68~IB75，輸出地址 QB64~QB71，分配 PZD 的輸入地址 IW76、IW78，輸出地址 QW72、QW74。

圖 3-1 組態與 CU250S-2 PN 通訊報文

3.1.2 編程

在 S7-1200 中調用擴展指令“DPRD_DAT”讀取 PKW 區數據，調用擴展指令“DPWR_DAT”寫入PKW 區數據。

   1. 雙擊項目樹下的“Main（OB1）”打開 OB1 程序編輯窗口；

   2. 擴展指令目錄中“分布式 I/O -> 其它 -> DPRD_DAT 和 DPWR_DAT ”指令拖拽到程序編輯窗口中。

圖 3-2 S7-1200 編程

3.1.3 為系統功能“DPRD_DAT”、“DPWR_DAT”分配硬件標識

   1. 單擊塊參數“LADDR”；

2.在下拉列表中選擇“SIEMENS__353,_PKW+PZD-2_2[AI/AO]”。

圖 3-3 分配硬件標識符

3.1.4 為系統功能“DPRD_DAT”、“DPWR_DAT”分配其他參數

   1. DPRD_DAT 讀取緩沖區從MB100 開始的 12 個字節；

   2. DPWR_DAT 發送緩沖區從MB200 開始的 12 個字節；

注意：也可以使用 DB 塊作為緩沖區，創建 DB 時請將塊訪問模式定義為“標準-與 S7-300/400 兼容”模式。

圖 3-4 分配其它參數

3.2 示例 1：讀取參數r2902[5]數值

將 MB200~MB207 的 8 個字節請求數據發送到變頻器，變頻器返回的響應數據保存在MW100~MB107 的 8 個字節中。讀取參數 P2902[5]值的請求數據格式參考表 3-1，變頻器響應數據格式參考表 3-2。

r2902 參數范圍在 2000…3999 之間，根據表 2-4 設置分區索引值為 0x80。PNU = 2902-2000 = 902（十進制）= 386 （十六進制）。

通過變量表模擬程序讀取參數 r2902[5] = 100.0，參考圖 3-5。

圖3-5 S7-1200 讀r2902[5]參數

表3-1 讀取參數r2902[5]值的請求數據格式，PLC-〉變頻器

表3-2 讀取參數r2902[5]值的響應數據格式，變頻器 -> PLC

3.3 示例2：修改參數P1121 數值

將MB200~MB207 的8 個字節請求數據發送到變頻器，變頻器返回的響應數據保存在MW100~MB107 的8 個字節中。修改參數P1121 值的請求數據格式參考表3-3，變頻器響應數據格式參考表3-4。

P1121 參數范圍在0…1999 之間，根據表2-1 設置分區索引值為0x00。

PNU = 1121（十進制）= 461 （十六進制）。

通過變量表模擬程序修改參數P1121 = 5.0，參考圖3-6。

圖3-6 S7-1200 寫P1121 參數

表3-3 修改參數P1121 值的請求數據格式，PLC -> 變頻器

表3-4 修改參數P1121 值的響應數據格式，變頻器 -> PLC