西门子模块6ES7221-1EF22-0XA0工作原理Profibus应用领域包括加工制造、过程和自动化，如今已成为国际化的开放式现场总线结构．即EN50170欧洲标准和IEC61158标准的一部分，并且，在2006年l1月成为我国现场总线标准。 Profibus 有Profibus-FMS (Fieldbus Message Specification)，Profibus-PA (Process Automation) 和Profibus-DP (DistribusPeriphera1) 部分组成．其中Profibus-DP具有高速传送．价格低廉的特点，实现起来比较简单，主要用于分散设备间的数据传送。该总线物理层采用RS一485传送方式，传送速率可由9．6Kbps至12Mbps。一般用于自动化控制系统和现场设备间开关量的通讯。因此可满足全数字交直流调速系统对于快速的时间要求。目前80％以上的Profibus应用是基于Profibus-DP。 SIMOVERT MASTERDRIVES是全数字调速装置，操作非常简单。不需要专门的编程知识，所有设置均可以通过参数设定设备进行。参数设定既可通过PC的菜单提示进行，以实现快速地投入进行，也可以通过简易的操作区和用SIMOVIS进行，西门子变频器在任何应用场合．均具有交好的灵活性和经济性：1．减轻主动系统和总线系统的压力；2．接口被减少了；3. 墩少的电缆和较高的抗干扰度；PLC4．开环和闭环控制已集成到系统中；5．开放的分布系统方案；6．工艺软件放入基本装置中一BICO； 使用新颖的BICO技术使西门子变频器在软件功能性方面达到一个新水平。其中，功能强大的处理器处理处理开环和闭环的传动功能。利用BICO技术。功能块按面向应用功能单元型式去组合一这是一个简单的参数设置过程。2．PROFIBUS-DP的变频调速的控制系统结构 现以西门子公司的相关产品为例介绍现场总线系统的组成。作为Profibus-DP网的典型配置如图1所示，PLC (Simatic s7—300系列)作为一级DP总站，他负责在预定的信息周期内循环与从站交换信息，发送控制信息，读取从站的状态等，组态软件WINCC作为二级DP主站，用于系统操作与监视等，变频器加上CBP2通讯板(Profibus通讯模块)后作为从站。可带这样的从站32个。 3．通过PROFIBUS—DP的数据通讯3．1s7—300硬件组态 在STEP 7软件中创建一个项目，再进行硬件组态该项目，并建一个Profibus—DP网络，6SE70系列变频器在Profibus—DP Simovert文件夹内进行组态，并设定好通讯的地址范围。如图2所示： PLC 3．2建立通讯DB块 一般地，读写数据都做在一个DB块中，且好与硬件组态设定的I／O地址范围大小划分相同大小的区域，便于建立对应关系和管理，如图3所示，读变频器的数据的12个字节在DB0一DB11中，写给变频器的12个字节数据放在DB12一DB13中，接下来还可以存放诸如通讯的错误代码和与变频器有关的其他计算数据。 3.3通讯程序 ． 通讯程序可以直接调用S1’EP 7编程软件的系统功能SFC14(DPRD—DAT)和SFC15(DPWR—DAT)来实现，程序段如下：CALL SFC14 //变频器到PLCLADDR：=W#16#230 //通讯地址RET—VAL：=DB15.DBw24 //错误代码RECORD：=P#DB15.DBX0.0 BY TE 12 //传送其始地址及长度CALL SFC 15 //门PLC至变频器LADDR：=W#16#230 //通讯地址RECOD：=P#DB15.DBX12.0 BY TE 12 //传送其始地址及长度RET-VAL：=DB15.DBW26 //错误代码 PLC3．4变频器的通讯设置 变频器常用的参数设置如下 对于写变频器的数据是与变频器的K3001～K3016(参见变频器使用大全功能图120)建立对应关系，读变频器的数据则是与变频器的参数P734建立对应关系。如下图4所示： 4．结束语 通过上述参数的设定． 变频器与S7—300 PLC进行通讯的Profibus—DP已经基本建立，就可以编写程序通过PLC来控制变频器的启动、停止和速度给定等各项功能，满足现场工艺要求。同时也可以读取变频器数据，通过工控机(即上位机)进行显示，达到监视和诊断的目的.一、功能介绍伟创AC60系列变频器内置的MODBUS（从站）通信协议，配合RS485通信模块，可非常方便的实现远程通讯控制功能。二、S7-200的自由口通信模式说明S7-200系列PLC有一种特殊的通信模式：自由口通信模式。在这种通信模式下。用户可以在自定义的通信协议（可以在用户程序中控制通信参数：选择通信协议、设定波特率、设定校验方式、设定字符的有效数据位）下，通过建立通信中断事件，使用通信指令，控制PLC的串行通信口与其它设备进行通信。只有当CPU主机处于RUN工作方式下（此时特殊继电器SM0.7为1）才允许自由通信模式,此时S7-200失去了与标准通信装置进行正常通信的功能。当CPU主机处于STOP工作方式下时，自由通信模式被禁止，PLC的通信协议由自由通信协议自动切换到正常的PPI通信协议。三、下面以西门子S7-200系列PLC为例，介绍PLC与变频器建立通讯并实现对变频器起停、频率给定、监控、发送广播指令等功能的控制。变频器作为MODBUS协议从站接收来自CPU226 PLC的通信指令。一、 变频器在与CPU226通信前须做好以下准备工作：1．确认已安装好AC60系列485通信模块；PLC2．用一根带9针阳性插头的串口通信电缆连接在CPU226 PLC的自由通信口端（PORT0或PORT1），电缆另一端的第3、8线分别接在CHV变频器A+、B-端子上；3．预先设置变频器以下参数：H-66=0//变频器设为从站H-67=1 //变频器通讯地址为1H-69=3 //通讯波特率9.6KH-68=1 //（E、8、1）//通讯数据偶校验E-01=2 //变频器的运行采用通讯方式E-02=6 //变频器的给定频率设定采用通讯方式二．PLC内存使用说明西门子S7-200系列PLC的自由通讯端口编程必定会用到两个指令，即XMT（发送）指令和RCV（接收）指令。编写程序时需要为这两个指令指定数据缓冲区，一般以低位数为0的地址作为数据缓冲区的起始地址。1．发送指令XMT缓冲区（写/读）VB100 //xmt指令要发送的字节个数VB101 //变频器通讯地址（01）VB102 //modbus功能码（06/03）VB103 //变频器被写地址高位/变频器被读起始地址高位VB104 //变频器被写地址低位/变频器被读起始地址低位VB105 //被写数据高位/被读数据字个数高位VB106 //被写数据低位/被读数据字个数低位VB107 //被发送数据CRC低位VB108 //被发送数据CRC高位2．接收指令RCV缓冲区PLCVB200 //rcv指令要接收的字节个数VB201 //变频器地址（01）VB202 //modbus功能码（06/03）VB203 //变频器被写地址高位/被读数据字节个数高位VB204 //变频器被写地址低位/被读数据字节个数低位VB205 //被写数据高位/被读数据高位VB206 //被写数据低位/被读数据低位VB207 //被接收数据CRC低位VB208 //被接收数据CRC高位VB217 //被接收数据CRC验算低位VB218 //被接收数据CRC验算高位2．CRC校验子程序（SBR0）伟创AC60变频器内置的MODBUS协议采用RTU传输格式，只是采用了部分MODBUS从协议（只支持03、06、08H这三种命令）通信速率比ASCII模式更快。该格式使用CRC校验方式对每次发出或接收的数据帧进行校验。因此，该子程序使用了多个局部变量，以方便其它子程序调用。在西门子STEP 7-Micro/Win 编程环境下（如图） PLC通信初始化 （PORT0）CRC校验子程序三、S7-200PLC与n台变频器的连接图（单对子布线）PLC资料网一、赫优讯PKV40/50网关介绍 赫优讯（Hilscher）PKV40/50网关基于WinCE嵌入式操作系统，一个端口为现场总线主站，另一个端口为以太网端口，因此它支持现场总线主站和以太网协议的协议数据交换，通过简单的配置软件即可实现两种不同协议之间的自动转换。 PKV40系列产品可以进行的协议转换包括： 1、PKV40-ASIM：ASI总线主站至以太网 2、PKV40-COM：CANopen总线主站至以太网 3、PKV40-DNM：DeviceNet总线主站至以太网 4、PKV40-IBM：InterBus总线主站至以太网 5、PKV40-MBP：ModbusPlus总线主站至以太网 6、PKV40-PB：Profibus总线主站至以太网 PKV50系列产品可以进行的协议转换包括： 1、PKV50-COM：CANopen总线主站至以太网 2、PKV50-DNM：DeviceNet总线主站至以太网 3、PKV50-PB：Profibus总线主站至以太网 PLC PKV40采用486/66MHzCPU，PKV50采用586/133MHzCPU，两者都基于嵌入式操作系统WinCEV3.0；相比于PKV40来说，PKV50具有更大的内存空间，并且特别适合于软PLC（SoftPLC）的开发。 二、PKV的软硬件结构和应用特点 对于型号PKV40-PB来说，其内部嵌入了赫优讯的通讯模块COM-PB，因此它是一个Profibus主站；同时嵌入式主板上提供了一个以太网通讯口，因此它也可以实现以太网通讯，所有通讯功能的实现由内部FLASH中的EXE程序来执行，下面是PKV的内部软件结构图和内部FLASH程序： 如上图所示，COM通讯模块实现Profibus主站功能，当使用SYCON配置软件通过COMServer将从站配置信息下载到COM模块后，COM即自主地与外部连接的DP从站实现通讯；同时，PKV内部FLASH集成的程序MbrTcp.exe实现了COM与外部ModbusTCP客户机的数据交换，因此我们可以通过ModbusTCP客户机来控制DP从站的IO；另外我们看到PKV内部集成了一个JavaSrv.exe，它是一个Java服务器，因此我们可以编写集成JavaApplet的HTML网页，然后传送到PKV的FLASH中，然后我们就可以在远程PC机上通过IE浏览器来读写PKV内部的DP从站数据。 PLC 另外，如果你希望将DP从站的IO逻辑控制直接编写成EXE文件，即相当于软PLC一样在PKV中运行也是可以的。因为PKV基于开放的WinCE系统，所有的接口都是开放的，包括COM端的驱动都可以在随机光盘中找到；当然，你需要采用嵌入式开发平台来编译你的EXE，如微软公司的bbbbbdedVisualC++。 三、应用PKV40-PB网关实现Profibus总线主站至ModbusTCP的通讯 在本案例中，我们采用西门子公司使用广泛的DP从站ET200M系列中的IM153-1（订货号6ES7153-1AA03-0XB0）作为PKV连接的从站，上位计算机采用ModbusTCP客户机软件来实现通讯。整个配置如下图： 如上图所示，PKV40-PB作为DP主站，地址为0；IM153-1作为DP从站，地址为4，同时扩展了一块16DO的SM322模块以方便观察数据交换；PC机上运行ModbusTCP客户机软件，与作为ModbusTCP服务器的PKV通讯，PKV以太网端口IP为。采用赫优讯SYCON软件来完成PKV的通讯组态。 案例的目的是实现在PC机上通过FC15（写多个Coil）功能来控制SM322模块的输出点。 PLC 完成本案例所需要的基本软硬件配置： 1、赫优讯PKV40-PB一块； 2、西门子IM153-1接口模块一块；西门子SM322-1BH01模块一块； 3、集成以太网卡和RS232串口的计算机一台； 4、Profibus电缆和两个网络插头； 5、以太网通讯线和交换机； 6、RS232通讯线一根（2/3交换，5接5），用于PKV的配置； 7、ModbusTCP客户机软件Commtest.exe，赫优讯SYCON软件（BASIC版本即可），IM153-1的ProfibusGSD文件； 实现案例的基本步骤： 1、完成配置图接线，设备上电； 2、运行SYCON软件，配置网络参数，下载到PKV中； 3、当PKV与IM153建立通讯后运行ModbusTCP客户机软件，控制SM322模块的输出点； 四、SYCON软件中的参数组态 SYCON软件是赫优讯公司组态所有网络通讯产品的统一的平台，SYCON的BASIC版本可以到我公司在中华工控网的空间下载：//www.gkong.com/co/beichen-automation/download_viewbbbb?id=4975，注意这个版本只能组态一个主站和一个从站。 PLC SYCON组态步骤： 1、打开SYCON软件，新建PROFIBUS网络，插入DP主站PKV40-PB，站点地址设为0； 2、选择File菜单中的CopyGSD，选择IM153-1的GSD文件：SIEM801D.GSD，添加到SYCON软件库中； 注：SIEM801D.GSD文件可以从西门子网站上下载到； 3、插入DP从站ET200M(IM153-1)至DP网络，站点地址设为4； 4、鼠标双击IM153从站，在弹出的对话框中进行从站模块配置； 5、保存参数配置，选中DP主站，选择Online菜单的Download，将参数配置下载到PKV中； 6、设置PKV的IP地址参数； 下图为ET200M从站的参数配置画面： 请注意：Slot1-3为空槽模块配置，从Slot4开始才是实际的IM153-1后面的模块。 选择Online菜单的StartDebugMode，然后选择IM153-1从站，鼠标右键选择DeviceDiagnostic进行从站诊断，下图为IM153-1正常工作时的诊断画面： PLC资料网 选择Tools菜单->PKV40-PB->PKV40SerialConfiguration，在弹出的对话框中选择相应的串口，然后点击Connect按钮连接到PKV，然后选择Configuration菜单中的相关菜单设置PKV的IP地址和子网掩码，如下图所示： 五、ModbusTCP客户机通讯 当SYCON正确的组态数据下载到PKV40-PB中后，PKV40-PB即与ET200M实现Profibus-DP通讯，IM153-1模块上的BF（BusFault）灯应该自动熄灭，PKV上的RUN灯常亮，ERR灯熄灭。 在计算机上运行ModbusTCP客户机软件Commtest.exe，设置ModbusTCP服务器IP为，连接后用FC15写输出，如下图所示： 上图将从1开始的8个Coil全部写1，可以看到SM322模块的全部被置位。 六、结束语 赫优讯PKV网关集现场总线主站功能和以太网通讯于一身，并提供用户简便的应用配置软件，对于那些单一品牌的控制系统方案，需要增加另一种现场总线从站控制但又无主站的情况下不妨可以考虑PKV的快速解决方案；另外，充分利用PKV的WinCE操作系统的功能和其现场总线侧和以太网侧完全开放的特点，我们可以开发一些特定的SoftPLC控制系统，喜欢做嵌入式应用程序的工程师不妨尝试一下。本案例得到了德国赫优讯上海办事处的支持