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西門子6SL3210-1SB14-0AA0

6SL3210-1SB14-0AA0

SINAMICS S120 變頻器功率模塊 PM340 輸入：200-240V 1AC，50/60Hz 輸出：三相交流 3.9A(0.75kW) 結(jié)構(gòu)形式：塊大小組件 FSA 安裝有進線濾波器內(nèi)部風(fēng)冷

1. 概述

西門子驅(qū)動裝置（SIMOVERT MasterDrives VC，MicroMaster 4 以及SIMOREG DC Master）除了具有與驅(qū)動基本應(yīng)用有關(guān)的功能外，還具有強大的通訊功能。驅(qū)動通訊可以分為三種方式：

? PROFIBUS DP協(xié)議
? USS協(xié)議
? SIMOLINK協(xié)議（一般用來代替Peer to Peer協(xié)議，實現(xiàn)從站到從站的通訊）

PROFIBUS DP和USS協(xié)議屬于主/從通訊，需要有PLC作為主站，驅(qū)動裝置作為從站。

USS協(xié)議的主要優(yōu)點是，其接口集成在基本裝置中，不需要額外費用；主要缺點是通訊速度慢，只有基本通訊功能（PKW+PZD），多31個從站。

PROFIBUS DP協(xié)議的主要優(yōu)點是，通訊速度快，除了基本功能之外還有一些附加功能（例如：非循環(huán)通訊，交叉通訊），站點數(shù)更多；主要缺點是需要另外購買作為選件的通訊模板（例如：CBP2或PROFIBUS模板）。

SIMOLINK協(xié)議（代替Peer to Peer協(xié)議）主要用來實現(xiàn)驅(qū)動裝置與驅(qū)動裝置之間的通訊。SIMOLINK協(xié)議也可以是主/從通訊，主站是S7-400（FM458+EXM448）或SIMADYN D。

這里我們主要介紹S7 PLC與驅(qū)動裝置采用PROFIBUS DP協(xié)議進行通訊。
采用PROFIBUS DP協(xié)議通訊時，既可以利用STEP 7本身提供的功能，也可以使用TIA軟件Drive ES。

本文檔只介紹STEP 7本身提供的功能。有關(guān)Drive ES的功能將根據(jù)需要在以后的文檔中再做介紹。

（關(guān)于 DriveES，可以參加西門子自動化與驅(qū)動培訓(xùn)中心的培訓(xùn)課程D2403）

2. *條件

下面以S7-300 PLC與MasterDrives CUVC變頻器的通訊為例：

主站：S7-300 CPU315-2DP可編程序控制器
從站：MasterDrives CUVC變頻器 + CBP2 通訊模板
編程裝置：PC + STEP 7 V5.4 + MPI接口（MPI Adapter 或CP5611卡）

裝有STEP 7 V5.4 的PC機用于S7 CPU315-2DP的硬件組態(tài)與編程，通過MPI電纜與CPU315-2DP的MPI接口連接，用于硬件組態(tài)數(shù)據(jù)及程序的下載。CPU315-2DP的DP接口通過PROBIBUS 電纜與CUVC 變頻器的CBP2 上的DP 接口連接，用于S7-300 與變頻器的通訊。

網(wǎng)絡(luò)連接如圖1 所示。

圖1：PC機、CPU315-2DP 與驅(qū)動裝置的連接

3. 硬件組態(tài)

3.1. 新建項目
在SIMATIC Manager 中新建一個項目，名稱為Drives_Comm。如圖2 所示。

圖2：新建項目，名稱為Drives_Comm

3.2. 插入一個S7-300 主站
在項目名稱Drives_Comm 下插入SIMATIC 300 Station，如圖3 所示。

圖3：在項目下插入一個S7-300 站

接下來對該站進行硬件組態(tài)：從硬件組態(tài)目錄中依次插入機架、電源、CPU，設(shè)置CPU上PROFIBUS DP 接口的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)（可采用缺省設(shè)置，即：地址2，高地址126，波特率1.5 Mbps，協(xié)議DP）。如圖4 所示。

圖4：設(shè)置CPU 上PROFIBUS DP 接口的參數(shù)

按OK 鍵確認后得到主站的組態(tài)結(jié)果，如圖5所示。

西門子6SL3210-1SB14-0AA0
圖5：主站的組態(tài)

3.3 插入一個MASTERDRIVE 從站
在PROFIBUS(1): DP master system (1) 總線上掛上MasterDrives 從站。

從站路徑為：PROFIBUS DP >
                        SIMOVERT >
                        MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx                 或
                        MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1

MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx 與MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 的區(qū)別是，前者只能按照PPO 類型選擇報文結(jié)構(gòu)（即CBP 功能：循環(huán)通訊），后者還能選擇更多的報文結(jié)構(gòu)，以配合CBP2 的一些擴展功能（DPV1功能）。

（關(guān)于CBP2 模板的報文結(jié)構(gòu)參見下面第7 部分）
（關(guān)于MM4 PROFIBUS 模板的報文結(jié)構(gòu)參見下面第8 部分）

選擇MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作為從站，地址設(shè)成3。如圖6 所示。

圖6：選擇MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作為3 號站

3.4. 在從站中插入“模板”
在驅(qū)動裝置從站中插入類似于ET 200M 從站中的模板，以確定報文結(jié)構(gòu)。
將右邊窗口硬件目錄中MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 下面的 PPO 3: 0PKW, 2PZD插入左下窗口中的*行（Slot 1）。該選項共占兩行。意思是：PPO類型3，即：0個字參數(shù)數(shù)據(jù)（又叫PKW），2 個字過程數(shù)據(jù)（又叫PZD）。參數(shù)數(shù)據(jù)用于PLC 讀/寫變頻器的參數(shù)，過程數(shù)據(jù)用于PLC 控制和監(jiān)視生產(chǎn)過程。0 個字參數(shù)數(shù)據(jù)表示PLC 不能讀/寫驅(qū)動裝置的參數(shù)，參數(shù)數(shù)據(jù)也不占用S7 的外設(shè)地址；2 個字過程數(shù)據(jù)表示PLC 和驅(qū)動裝置交換2 個字過程數(shù)據(jù)，各占用S7-300 PLC 四個字節(jié)的外設(shè)地址。地址范圍是輸入字節(jié)256 - 259，輸出字節(jié)256 -259。如圖7 所示。

通常S7 傳送到驅(qū)動裝置的第1 個字是控制字，第2 個字是頻率設(shè)定值；驅(qū)動裝置傳送到S7的第1 個字是狀態(tài)字，第2 個字是頻率實際值。這是簡單的應(yīng)用。

(關(guān)于CBP2 模板的其他選項的含義參見下面第7 部分)
(關(guān)于MM4 PROFIBUS 模板選項的含義參見下面第8 部分)

圖7：驅(qū)動裝置的輸入/輸出地址

3.5 查看從站中“模板”的屬性
雙擊左下窗口中的第二行（Slot 2），打開其屬性。如圖8 所示。

圖8：驅(qū)動裝置的輸入/輸出地址的屬性

屬性中給出驅(qū)動裝置占用S7-300 PLC 外設(shè)地址的情況，包括：輸出/輸入地址，長度，單位，連續(xù)性范圍。這里除了地址之外，其他屬性都是由PPO3 決定的，只能讀，不能改寫。

提示：
長度：	MASTERDRIVES/DC MASTER：	大 16 個字
	MICROMASTER 420：	大 4 個字
	MICROMASTER 430/440：	大 8 個字
單位：	Words（字）
連續(xù)性范圍：	Unit	以字為單位傳送
	Total length	所有字一起傳送

當(dāng)字長不大于 2 或選擇“以字為單位傳送”時：用 MOVE 指令（L/T 指令）編程
當(dāng)字長大于 2 且選擇“所有字一起傳送”時：用 SFC14/15 編程

4. 編程

根據(jù)前面的組態(tài)，由于輸入/輸出各占四個字節(jié)，可以使用兩次MOVE 指令（L/T 指令）。由于程序簡單，程序可以直接編寫在OB1 中。數(shù)據(jù)從MB0 - MB3（即：MW0和MW2）寫入驅(qū)動裝置，從驅(qū)動裝置讀回的數(shù)據(jù)放入MB4 - MB7（即：MW4和MW6）。如圖9所示。

圖9：PLC程序

傳送到驅(qū)動裝置的第1 個字（MW0）是控制字（控制指令）：
當(dāng) MW0 = 0000 0100 0000 0000 B = 0400 H 時，驅(qū)動裝置處于運行準備狀態(tài)；
當(dāng) MW0 = 0000 0100 0000 0001 B = 0401 H 時，驅(qū)動裝置進入運行狀態(tài)1）

1）相應(yīng)于第5部分參數(shù)設(shè)置，PLC 只控制驅(qū)動裝置起/停。若要傳送所有指令應(yīng)設(shè)置：
MW0 = 1001 1100 0111 1110 B（9C7EH）<-> 運行準備
MW0 = 1001 1100 0111 1111 B（9C7FH）<-> 運行
同時設(shè)置：P555~P575 = 3101~3115

傳送到驅(qū)動裝置的第2 個字（MW2）是頻率設(shè)定值：
當(dāng)MW2 = 0100 0000 0000 0000 B = 4000 H= 16384 D 時，相當(dāng)于50Hz。

5. 參數(shù)設(shè)置

在驅(qū)動裝置側(cè)，驅(qū)動裝置應(yīng)處于可以運行的狀態(tài)。為了實現(xiàn)與PLC 之間的通訊，以及從PLC 接收起/停指令和設(shè)定值，向PLC 傳送狀態(tài)字（驅(qū)動裝置狀態(tài)）和實際值，應(yīng)如下更改參數(shù)：

P918.01 = 3（缺省設(shè)置）			驅(qū)動裝置地址（即：站號）

P554.01 = 3100			起/停指令（ON/OFF1）
P443.01 = 3002			頻率設(shè)定值（Setpoint）

P734.01 = 32			狀態(tài)字1（Status Word1）
P734.02 = 148			頻率實際值（Actual Value）

參數(shù)設(shè)置可以通過操作面板PMU，也可以通過DriveMonitor 軟件進行。

6. 測試

啟動STEP 7的Monitor/Modify Variables 功能，填寫變量。如圖10 所示。

圖10：用監(jiān)視和修改變量功能控制驅(qū)動裝置起動和調(diào)速

當(dāng)控制字（Control Word1）為W#16#0400 時，驅(qū)動裝置應(yīng)顯示O009，表示運行準備狀態(tài)。將控制字從W#16#0400 改成W#16#0401 時，驅(qū)動裝置起動。除了狀態(tài)字（Status Word1）會發(fā)生變化外，速度實際值（Actual Value）也會逐漸上升，上升速度取決于參數(shù)P462.01 的數(shù)值，后達到W#16#4000（50Hz）。狀態(tài)字的含義如圖11 所示。其中Bit 2 表示運行狀態(tài)。將控制字改回W#16#0400 時，驅(qū)動裝置首先減速，減速時間取決于P464.01 的數(shù)值，然后停止運行。

西門子科學(xué)家正在參與一項新的科研項目，該項目可就大數(shù)據(jù)的多種商業(yè)應(yīng)用方式進行分析。歐盟的BYTE項目旨在制定一份路線圖，為實現(xiàn)在2020年以前提高歐洲在大數(shù)據(jù)市場所占份額提供行動方案。BYTE將重點開發(fā)政治措施和技術(shù)措施，這些舉措既能大程度利用大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，又可以小化隱私等方面的不利影響。歐盟的BIG項目為大數(shù)據(jù)應(yīng)用找到了業(yè)務(wù)模式和相應(yīng)技術(shù)，BYTE項目是在BIG項目基礎(chǔ)上的進一步推進。除西門子以外，此項目還聚集了其他十家來自工業(yè)和科研領(lǐng)域的合作伙伴。

海量數(shù)據(jù)的智能分析以及更重要的對分散信息的融合蘊含著巨大潛力。舉例而言，工業(yè)企業(yè)已經(jīng)在利用大數(shù)據(jù)技術(shù)來尋找節(jié)能空間。當(dāng)涉及多個數(shù)據(jù)源時，大數(shù)據(jù)分析的難度會更大，例如，要研究特定地區(qū)的工廠和家庭用戶的能源消耗數(shù)據(jù)就比較困難。分析此類信息可以得出工廠的生產(chǎn)情況或個人的使用行為，因而必須對這類信息的使用加以精確和安全的規(guī)范。由多數(shù)據(jù)源融合而來的數(shù)據(jù)量越大，數(shù)據(jù)使用所帶來的正面或負面的影響就越多樣化。BYTE團隊中聚集了自然科學(xué)、工程、計算機編程、法律、社會學(xué)和經(jīng)濟學(xué)領(lǐng)域的專家，專家們通過開展各種案例研究以分析大數(shù)據(jù)的方方面面。

西門子中央研究院的科學(xué)家們在BYTE項目中對智能城市展開了案例研究。來自城市、工廠和發(fā)電廠等特殊環(huán)境的信息，經(jīng)過特定的處理方式實現(xiàn)關(guān)聯(lián)，西門子稱其為智能數(shù)據(jù)（Smart Data）。例如，手機可以提供用戶行動軌跡的匿名數(shù)據(jù)，汽車可以生成交通路況的數(shù)據(jù)，智能電表提供的數(shù)據(jù)可用于預(yù)測未來的能源需求。城市可以利用此類數(shù)據(jù)疏導(dǎo)交通，改善碳足跡，又不侵犯市民的隱私。為實現(xiàn)這一愿景，需進一步制定相關(guān)法律并開發(fā)數(shù)據(jù)保護技術(shù)。

西門子研究人員與歐洲城市攜手合作，對能源與交通交集領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)應(yīng)用展開研究。他們走訪了能源供應(yīng)商、市政當(dāng)局和公共運輸公司的專家，努力推進各個方面的研究。西門子的一些業(yè)務(wù)部門已經(jīng)在開發(fā)智能城市解決方案，包括智能電表、樓宇和能源管理系統(tǒng)以及電動交通基礎(chǔ)設(shè)施。此外，西門子中央研究院于2013年夏季在維也納啟動了“Aspern智能城市”（Aspern Smart City）研究項目，目前該項目正在推進過程中。