隋云棟

摘要：這幾年來，西門子工控設(shè)備得到快速的發(fā)展與運用，尤其是在各大高等院校的機電類專業(yè)中，其運用量逐漸增大。但是，西門子的工控設(shè)備的成本比較高，尤其是新型的相關(guān)設(shè)備，價格相當貴，導致了其設(shè)備的配置比較稀少。所以，一般情況下，只有在學生的智能競賽中才會選擇運用這類型的設(shè)備。本文詳細介紹了機型為1500的PLC和型號為G120的變頻器，并對其通訊組態(tài)的多種方式進行詳細的分析和闡述。

關(guān)鍵詞：西門子;變頻器;通信組態(tài)

近幾年來，西門子PLC的先進設(shè)備得到廣泛的推廣與運用，并且采取軟件來進行編程控制。組態(tài)方式很大程度上決定了西門子PLC的工控設(shè)備，一旦組態(tài)的步驟出現(xiàn)錯誤，PLC的工控就會出現(xiàn)無法正常通信的現(xiàn)象。早在2018 年舉辦的西門子 CIMC 全國大學生智能競賽中，就有百分之四十左右的隊伍因為參賽的硬件設(shè)備出現(xiàn)了通信組態(tài)問題而被扣分，導致最終輸?shù)舯荣悺?/p>

1硬件軟組態(tài)

1.1 創(chuàng)建西門子 PLC 組態(tài)的過程

本文所解析的西門子PLC所使用的是設(shè)備機型PLC 的1513-1PN和CU250S-2 PN Vector 機型的G120 C 的變頻器。然后通過博途軟件來對PLC的組態(tài)設(shè)備進行視窗，從而創(chuàng)建出機型為1513-1PN 的PLC設(shè)備。

1.2 組態(tài)變頻器的選擇

選用的是組態(tài)為G120的變頻器，通過點擊鼠標的網(wǎng)絡(luò)視圖而進入到硬件目錄中。然后再選取目錄中的其他現(xiàn)場設(shè)備，通過雙擊的方式選中SINAMCS G120機型的設(shè)備。

2 網(wǎng)絡(luò)通信組態(tài)

2.1 創(chuàng)建報文的過程

首先選中設(shè)備的視圖，然后用鼠標選中G120機型的變頻器，并且雙擊它。再選中硬件的目錄，點擊報文為 1，PZD2/2的子模塊。然后選擇設(shè)備進行概覽，即可以查到 I/O 地址的報文，其中的PROFINET IO-System在網(wǎng)絡(luò)連接的條件下可以看到。

2.2 ?PLC和變頻器的鏈接方式

報文創(chuàng)建好以后，選中網(wǎng)絡(luò)視圖。再通過鼠標來對機型為1513-1PN的 PLC 和型號為G120的變頻器進行拖拽，然后通過PROFINET IO-System網(wǎng)絡(luò)進行鏈接。

2.3 網(wǎng)絡(luò)地址協(xié)議設(shè)置過程

2.3 .1選中網(wǎng)絡(luò)視圖，再用鼠標雙擊機型為1513-1PN的PLC.再點進設(shè)備視圖，通過進入網(wǎng)口的屬性，選中常規(guī)項目中的以太網(wǎng)地址，對其IP協(xié)議進行設(shè)置。其中，IP的地址可以寫為192.168.0.1，也可以寫成其他地址，例如192.168.0.70的IP地址。但是，寫的IP地址一定不能和電腦地址及其他的設(shè)備地址相同，否則就會出現(xiàn)沖突而顯示為紅色。接著對設(shè)備進行名稱的設(shè)置，通過鼠標的滑動將其進行下拉到底部，直到設(shè)備名稱選中后會自動默認生成名稱為 PROFINET的設(shè)備。如果生成的設(shè)備名需要進行更改，將其最前面的勾選去掉即可，然后再重新輸入設(shè)備名。

2.3.2回到頁面，再次選中網(wǎng)絡(luò)視圖，再用鼠標雙擊型號為G120的變頻器。再點進設(shè)備的視圖，通過進入網(wǎng)口的屬性，選中常規(guī)項目中的以太網(wǎng)地址，對其IP協(xié)議進行設(shè)置。其中，IP的地址可以寫為192.168.0.1，也可以寫成其他地址，例如192.168.0.70的IP地址。但是，寫的IP地址一定不能和電腦地址及其其他的設(shè)備地址相同，否則就會出現(xiàn)沖突而顯示為紅色。接著對設(shè)備進行名稱的設(shè)置，通過鼠標的滑動將其進行下拉到底部，直到設(shè)備名稱選中后會自動默認生成名稱為 PROFINET的設(shè)備。如果生成的設(shè)備名稱不需要進行修改，則名稱為默認的形式;如果需要進行修改，將其最前面的勾選去掉即可，然后再重新輸入設(shè)備名。最后再返回到項目樹，選中PLC_1 [CPU1513-1PN]，對其進行編譯后再下載。

3實際設(shè)備與軟件分配名稱組態(tài)

3.1 設(shè)備的訪問

下載好編譯器后，選擇項目樹中的在線訪問目錄，再選擇電腦的網(wǎng)卡設(shè)備。本次分析所使用的網(wǎng)卡為 Intel（R）Centrino對其進行點擊與更新，則可以對設(shè)備進行相關(guān)的訪問。

3.2 在線診斷功能

設(shè)備進行更新后，其窗口能夠顯示出在線的機型為1513-1PN的PLC 和型號為G120的 變頻器這兩種設(shè)備。對其中的G120變頻器進行在線診斷，選中在線診斷功能欄，可對其進行命名或者分配IP地址。當對名稱和以太網(wǎng)的IP 地址進行更改后，再重新啟動變頻器硬件設(shè)備。再通過博途軟件來辨識 G120 變頻器設(shè)備，如果不進行此操作，那么組態(tài)硬件和相關(guān)的控制程序就會無效。

4程序編寫與基礎(chǔ)調(diào)試過程

4.1 變頻器的程序調(diào)試

變頻器的基本運行需要進行相關(guān)的調(diào)試，通過在程序中輸入MOVE 移動指令來對 16#47f、16#C7f、16#47E和16#4Fe的網(wǎng)絡(luò)通信傳送給變頻器。然后經(jīng)過變頻器來對電動機的各種運動狀態(tài)進行控制。為了通過軟件來進行有效地監(jiān)控與調(diào)試，需要創(chuàng)建DB的數(shù)據(jù)塊，并控制其中輸入的正轉(zhuǎn)、停止、反轉(zhuǎn)與應(yīng)答這些故障，設(shè)置好之后再將其拖拽到各種運動的項目中。接著將項目樹打開，找到其中的強制表，并且啟動其中的強制數(shù)據(jù)塊。當變頻器在運轉(zhuǎn)的過程遇到故障時，需要對其功能進行應(yīng)答解除操作。程序中的16#47f、16#C7f、16#47E和16#4Fe編碼是通過通訊報文的要求來進行編寫的，也即是采用十六進制的編碼方式。用戶可以通過查閱 G120型號的變頻器手冊來設(shè)置參數(shù)。比如，可以對報文地址進行修改，而且修改的時候只需要修改第一個地址，其他的地址就會自動進行更新，而不需要用戶動手操作。一般情況下，報文的長度默認為4個字節(jié)，而程序中的控制字為QW256。本文所使用的更改地址為 256的地址開始更改，直至4個連續(xù)的字節(jié)之后結(jié)束。

4.2 編寫變頻器的轉(zhuǎn)速值及其顯示過程

調(diào)試變頻器在進行轉(zhuǎn)速的時候，程序里的數(shù)據(jù)塊經(jīng)過轉(zhuǎn)速將給定的定值直接進行輸入與填寫。其中，給定的數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)類型選擇的是Int實數(shù)，然后進行轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的輸入，采取QW258和 IW258 的控制字進行輸出與輸入，得到速度的顯示值。另外，對于設(shè)定的速度值與其實際值之間的傳輸是以百分比的方式進行，采取的是十六進制的方式，并且符號位的最高位是0。那么，當正滿值的數(shù)據(jù)為+32767，負滿值的數(shù)據(jù)為-32767時，其百分比的范圍在-200 %～200 %之間，并且可以以此推斷出 +100%所對應(yīng)的正滿值的數(shù)據(jù)為+16384，-100 % 對應(yīng)的負滿值的數(shù)據(jù)為 -16384。當設(shè)定的驅(qū)動的轉(zhuǎn)速值為P2000時，其轉(zhuǎn)速的默認參考值就是1500 rpm;當設(shè)定的轉(zhuǎn)速值為+16384 時，設(shè)備的變頻器就會以1500 rpm的速度進行運轉(zhuǎn)，并且其轉(zhuǎn)速的終值不會超過變頻器的最大轉(zhuǎn)速值。我們可以采取16384/1500=10.922≈11倍率這一公式來進行運算。所以，當輸入的轉(zhuǎn)速定值為500 rpm時，就要乘上11的倍率，從而得到QW258的轉(zhuǎn)速定值，然后通過 IW258來進行顯示。

5結(jié)語

西門子PLC和變頻器通信有各種各樣的組態(tài)，對于如何選擇組態(tài)需要根據(jù)自身的情況以及對其熟練的程度來決定。在編寫程序的時候也存在選擇的多樣性，可以通過直接編程的方式來對變頻器進行編寫與調(diào)試，也可以通過間接編程的方式來對變頻器進行編寫與調(diào)試，而不同的選擇方式，其最終的解題思路就會有很大的差異。

參考文獻：

[1]張力， 李雙鵬， 楊小朋.基于PROFIBUS-DP的西門子S7-1500PLC的應(yīng)用[J]. 電氣傳動自動化， 2019， 041（006）：28-32.