以太网控制G120实验说明.docx

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1、实验指导书315F通过以太网控制G120编制：审核：批准：目录1 实验课题31.1 315F-2PN/DP通过 Profinet控制 G12032 实验目的32.1 熟悉STEP7软件的使用； 32.2 学习掌握S7-300的硬件组态、下载和故障诊断;32.3 熟悉G120以及/。户面板的使用.33实验内容33.1 使用STEP7进行S7-300系统的硬件组态； 33.2 下载S7-300系统的组态程序； 33.3 使用G120,对G120进行参数设置，了解并熟舫120。34实验准备34.1 硬件准备34.1.1 S7-315F-2PN/DP PLC教育包34.1.2 必要的附件34.2 软件

2、准备44.2.1 STEP7 V5.5标准版或更高版本45实验步骤45.1 步骤一：接线45.2 步骤二：设置变频器参数45.3 步骤三：使用STEP7进行组态65.3.1 创建项目并组态S7-315F, G120: 65.3.2 配置硬件65.3.3 配置 G12075.3.4 保存并编译硬件组态125.4 步骤三：硬件组态下载 125.5 步骤四：加载错误诊断）8块185.6 步骤五：在线监控和诊断195.7 步骤六：编写数据块汨1 195.8 步骤七：写数据块DB2 195.9 步骤八：写数据块88205.10步骤九：写数据块89215.11步骤十：写24程序225.12步骤十一：写25

3、程序335.13步骤十二：写26程序355.14步骤十三：写29程序225.15 步骤十四：写210程序255.16步骤十五：写OB1程序375.17步骤十六：写OB100程序385.18步骤十七：创建变量表VAT_1395.19步骤十八：下载程序,405.20步骤十九：调试406实验总结411 实验课题1.1 315F-2PN/DP 通过 Profinet 控制 G1202 实验目的2.1 熟悉STEP7软件的使用；2.2 学习掌握S7-300的硬件组态、下载和故障诊断；2.3 熟悉G120以及IOP面板的使用3 实验内容3.1 使用STEP7进行S7-300系统的硬件组态；3.2 下载S7

4、-300系统的组态程序；3.3 使用G120,对G120进行参数设置，了解并熟悉G120。4 实验准备4.1 硬件准备4.1.1 S7-315F-2PN/DP PLC 教育包1个安装机架480mm导轨1个电源模块PS307 5A1 个 CPU315F-2PN/DP1 个 Memory Card 512KByte4.1.2 必要的附件包括：1个交换机X005PROFINET总线连接器PROFINET 电缆以太网连接器以太网电缆PC Adepter下载适配器4.2软件准备4.2.1 STEP7 V5.5标准版或更高版本5 实验步骤5.1 步骤一：接线首先将实验台上的G120的电源连接孔与电源模块的

5、连接孔用带保护套的连接线 连接起来；再将PS307的电源连接孔与电源模块的连接孔用带保护套的连接线连 接起来；再检查CPU315F是否处于STOP状态，若不处于STOP状态，将CPU开关拨码 拨至STOP状态；然后仔细检查每根接线；确保无误，上电。5.2 步骤二：设置变频器参数（若参数已经调试过，可略过此步骤）此参数为标准驱动故障安全控制系统的电机参数，如所选设备为开放型标准故障 安全控制系统，则所对应参数详见步骤二备注首先将IOP面板上电，待其上电完成后，先通过旋转开关将光标指到“Wizards” 选项，并点击“OK”进入，选第一项“Basic Commissioning”进入，将弹出是 否

6、进行“Factory Reset”界面，选择“YES”点击“OK”进入，接下来会弹出让 您选择 “Control Mode” 一栏，此处选择 “U/F With linear Characteristic” 并点 击OK，接下来选择“Europe 50HZ KW”，并点击OK，接下来选择“Induction motor”，接下来为设置电机参数，根据铭牌来填写，本项目为50Hz，400V，1.90A， 1440r/Min，0.75KW，此后在 “Motor Data Id” 一栏选择 Disable，然后在 “Macro Sources”里面设置宏参数，此处选择“Conveyor with Fi

7、eldbus”此处后面则一 路OK下来即可，设置完成后，可通过手动模式在测试变频器状态。此后在主画面选择“Menu”选项卡，进入“ParameteTSearch By Number”后 输入“922”进入后选择“999： Free config BICO”，完成后，再进入“Menu- ParameteTSearch By Number”选择 2051，设置 P2051.1 为 21（转速），P2051.2 为27（读取实际电流），P2051.3为25（读取电压值），P2051.4为32 （读功 率），P2051.5为35 （读电机温度），然后同样方法设置，P2000=1440r/min（额 定

8、转速）,P2001=400V （额定电压）,P2002=1.90A（额定电流）,P2003=4.97 （9.55* 功率750w/转速1440 ）。如果需要通过端子控制，则同样进行“Wizards”选项，并点击“OK”进入，选 第一项“Basic Commissioning”进入，将弹出是否进行“Factory Reset”界面， 选择“YES”点击“NO”进入，接下来会弹出让您选择“Control Mode” 一栏， 此处选择 “U/F With linear Characteristic5 并点击 OK，接下来选择 “Europe 50HZ KW”，并点击OK，接下来选择“Inductio

9、n motor”，接下来为设置电机参数， 根据铭牌来填写，本项目为50Hz，400V，1.90A，1440r/Min，0.75KW，此后在“Motor Data Id” 一栏选择Disable，然后在“Macro Sources”里面设置宏参数， 此处选择“Standard IO with Analog set point此处后面则一路OK下来即可，设 置完成后，可通过手动模式在测试变频器状态，再将P840设为R722.0，即为DI0， 此功能为启动，P1056设为R722.2即为DI2，P1070设为R755.0，即为AI0输 入设定值.以上参数设置完后，将G120调到主画面。如所选设备为开

10、放性标准故障安全控制系统，因为其所对应电机为小物料搅拌装 置的电机，故参数不同，即根据铭牌来填写为50Hz，220V，0.3A，1400r/Min， 0.06KW，此后在 “Motor Data Id” 一栏选择 Disable，然后在 “Macro Sources” 里面设置宏参数，此处选择“Conveyor with Fieldbus”此处后面则一路OK下来 即可，设置完成后，可通过手动模式在测试变频器状态。此后在主画面选择“Menu”选项卡，进入“ParameteTSearch By Number”后 输入“922”进入后选择“999： Free config BICO”，完成后，再进入

11、“Menu- ParameteTSearch By Number”选择 2051，设置 P2051.1 为 2（转速），P2051.2 为27（读取实际电流），P2051.3为25（读取电压值），P2051.4为32 （读功 率），P2051.5为35 （读电机温度），然后同样方法设置，P2000=1400r/min（额 定转速）,P2001=220V （额定电压）,P2002=0.3A（额定电流）,P2003=0.41 （9.55* 功率60w/转速1400 ）。如果需要通过端子控制，则同样进行“Wizards”选项，并点击“OK”进入，选 第一项“Basic Commissioning”进

12、入，将弹出是否进行“Factory Reset”界面， 选择“YES”点击“NO”进入，接下来会弹出让您选择“Control Mode” 一栏， 此处选择 “U/F With linear Characteristic5 并点击 OK，接下来选择 “Europe 50HZ KW”，并点击OK，接下来选择“Induction motor”，接下来为设置电机参数， 根据铭牌来填写，本项目为50Hz，220V，0.3A，1400r/Min，0.06KW，此后在“Motor Data Id” 一栏选择Disable，然后在“Macro Sources”里面设置宏参数， 此处选择“Standard IO

13、 with Analog set point此处后面则一路OK下来即可，设 置完成后，可通过手动模式在测试变频器状态，再将P840设为R722.0，即为DI0， 此功能为启动，P1056设为R722.2即为DI2，P1070设为R755.0，即为AI0输 入设定值.5.3 步骤三：使用STEP7进行组态5.3.1 创建项目并组态S7-315F, G120:在STEP7中新建一个项目，在Insert菜单下的Station选项中选择Simatic 300Station,添加一个新的S7-300的站，如下图所示：5.3.2 配置硬件在STEP7管理器中双击Hardware打开硬件配置;| 碘HW C

14、onfig - SIMATIC 300(1) (Configuration) - testmm440添加一个300的机架，如下图；幽)Station Edit Insert PLC View Options Window Helpd降*眠嗓a i龟略i曲血I口餐k?Profile: | StandardI S PROFIBUS DP PFOFIBUS-PA PPOFINET 10日囱 SIMATIC 300 S-Q C7 田囹CP-300 由值 CPU-300 由FM-30i：i 曲倒 Gateway 田窗IM-300 S Q M7-EXTENSI0N s- ffil PS-300RACK-3

15、00 ，冒曜| i-Q SM-300添加电源和CPU模块，并设定CPU的PROFIBUS-DP地址，本例为2,如下图;315F-2PN/DP-1 (Configuration) - NJXX G120 315FE 小印相：PR。Fl NET-ID System1DDT5.3.3 配置 G120在以下路径中找到G120并将其拖至系统的PROFINET-IO总线上，具体添加位置如下图所示;Find:Profile:| StandardPROF BUS DPPROFIBUS-PAPROFINET IO_| Additional Field Devices_| Drives-_| SINAMICS-_

16、| GSD-函 SINAMICS G120 CU240E-2 PN(-F)V4.5+ J Drive+ _| SINAMICS DCM+ _| SINAMICS G120+ _| SINAMICS G130+ _| SINAMICS G150+ _| SINAMICS GL150+ _| SINAMICS GM150+ _| SINAMICS S110+ _| SINAMICS S120+ _| SINAMICS S150+ _| SINAMICS SL150+ _| SINAMICS SM120_| GatewayI HMII I/O_| Ident Systems在G120站上添加Free

17、 telegram, PZD-8/8报文，其中PIV的输入值设为256,输出的起始地址设为256,如下图所示；然后设置其IP地址，和Device Name,此时双击Profinet总线上的G120图标， 会弹出以下对话框，此对话框内容需通过Step7主控制程序界面下“PLC3Edit Ethernet nodes3Browers”进行设置（具体进入方法下面图片会详细介绍），且 注意Device Name,必须设为同一个，本机选择的站点是开放性故障安全控制系统 2,故 IP 地址为 192.168.0.82,Device Name 为 G120-6,具体定义见”IP&Device Name”。然

18、后通过下图所示路径进行设置IP,以及“Device Name”，点击Edit Ethernet进入（2），然后点击“Brower”进入（3），在（3）处将IP写成192.168.0.62（此处为第12站：即315F-2PN/DP的第2个站）,子网掩码设置成255.255.255.0“Device Name”必须与硬件组态地址一致，此处设置为“G120-6”具体定义见 ”IP&Device Name”。5i(5IMATIC Manager - NJXX_G120_315FFie Edit InsertPLC View Options Window Help Access Rights.1 l .

19、L-一 .1 II - z- rz31回-31回-HMr-o+ + + + + + + +HM -0- m- - - -DownloadCtrl+LConfigure.Compile and Download Objects.Upload to PGUpload Station to PG.Copy RAM to ROM.Download User Program to Memory CardCtrl+K5ave to Memory Card.Retrieve from Memory Card.Manage M7 System.DriveDisplay Accessible NodesChan

20、ge Module Identification.CPU Messages.Display Force ValuesMonitor/Modify VariablesDiagnostic/SettingPROFIBU5315F-2 PN/DPEdit Ethernet Node.(1 ) 囱 | (2)(3)5.3.4保存并编译硬件组态- 完成硬件组态。5.4 步骤三：硬件组态下载在SIMATIC Manager的Option菜单下的Set PG/PC,选择相应的通讯接口，本 例中使用实验PC的本机网卡进行以太网连接；将300 CPU运行模式设置成“STOP”状态；在HW Config中点击“D

21、OWNLOAD 按钮下载硬件组态之CPU中。下载完成后，可通过硬件组态的监控界面监控通讯是否建立。选中 “G12031.3 Free telegram,PZD8/83右键3Monitor/Modify”。315F-2PN/DP-1 (Configuration) 一 NJXX G120 315F&(OjURCopyCtrl+CPasteCtrl+VReplace Object.Add Master SystemDisconnect Master SystemMaster System Isochronous ModeInsert PROFINET10 SystemDisconnect PROF

22、INET 10 SystemPROFINET10 Domain Management.PROFINET 10 Topology.PROFINET 10 Isochronous modeSpecify Module.DeleteDelGo ToFilter Assigned ModulesMonitor/Modify句*| (1) SINAMICS-G120-CU240E-V4.Xslo1| ModuleOrder number1 addressQ addressDiagnos* JS/NAiCS-G120-CU240E- V4.X6SL3 244-09912042 rIPN-iO204VIPo

23、til2040vPo/i2203(Drive203SrModule A casts Poinf203SvlProa l-dci-ir am-Q JQEdit Symbols.Object Properties.Open Object With.Change AccessAlt+ReturnCtrl+Alt+OAssign Asset ID.Product Support InformationCtrl+F2FAQsCtrl+F7Find ManualCtrl+F65tart Device Tool进入后，如下图所示-其控制字如下:r2090 BO：由CB收到的控制字1 ,位00、10使用位00

24、ON/OFF1 命令0否1是位01OFF2：按惯性自由停车命令1是0否位02OFF3:快速停车1是0否位03脉冲使能0否1是位04斜坡函数发生器（RFG）使能01是位05RJG开始0否1是位06设定值使能0否1是位07故障确认0否1是位08正向点动01是位09反向点动0否1是位10由PLC进行控制0否1是位U反向运行（设定值反相）0否1是位13用电动电位计（MOP）升速0否1是位14用MOP降速0否1是位15CDS位0 （本机/远程）0否1是状态字如下:r0052 BO：状态字参数位DO接通就绪0否1是位01运行就绪0否1是位02运行使能0否1是位03存在故障0否1是位Q4缓慢停转当前有效（O

25、FF2）0是1否位05快速停止当前有效（OFF3）0是1否位06接通禁止当前有效0否1是位07存在报警0否1是位08设定,实际转速偏差0是1否位Q9控制请求0否1是位1Q达到最大转速0否1是位11达到LM,P极限0是1否位12电机抱闸打开0否1是位13电机超温报警0是1否位14电机正向旋转0否1是位15变颇器过载报警0是1否现将左下脚Monitor前面的对勾打上，再将QW256设置为947E, QW258设置 成2000,然后点击Modify Value,此时需要完成后再对QW256设置为947F，此时电机会以25Hz即(712r/min )进行运转，如果电机不能转动，主要可能有两方 面，如果

26、没有问题即说明通讯已经建立，下面准备进行编程操作。如果上述过程出错，则有可能有两种错误发生，第一种错误是Status Value的值跟Modify Value的值不一致,出现这种情况，是CPU内部有残存程序，可能阻止程序写SIMATIC 300(1)-囹驴更典口9：.四.或：而-II CPU 315F-2PN/DP-rj S7 Program(1)_DJ Sourceso| Blocks300 站,入，此时应该回到Simatic Manager画面选中再点击标题栏上面图表中最右边的在线按钮将其在线，应出现下面界面选中右边所有程序块，如下图所示，删除程序块即可第二种错误可能是Q0.0没置位，此时

27、需要在硬件组态画面中选中DI/DO模块右键选择Monitor/Modify,来对Q0.0进行置位,如下图所示，fe-(O)UR)aX2X2P1R3CPU 315F-2 PN/DPPN-iO-8PortlPor/2DI16/D016m24V/0.5A5.闯 4/ADA8 阳Bit FDI24xDC24VCopyPasteCtrl+CCtrl+VFD08xDC24V/2AOrder numberFirmi/DPGES7 315-2FJ14 OABOV3.2Replace Object.Add Master SystemDisconnect Master SystemMaster System Is

28、ochronous ModeInsert PROFINET IO System Disconnect PROFINET IO System PROFINET IO Domain Management.PROFINET IO Topology.PROFINET IO Isochronous modeL5A6ESF3N3-1BLii-iVMi6ES7 334-0CE01-0M0ES7 326-1BK02-0AB06ES7 326-2BF41-0AB0DeleteDelGo ToFilter Assigned ModulesA| Monitor/ModifyEdit Symbols.Object P

29、roperties.Alt+ReturnOpen Object With.Ctrl+Alt+OChange AccessAssign Asset ID.Produ匚t Support InformationCtrl+F2FAQsCtrl+F7Find ManualCtrl+F6Specify Module.Start Device Tool点击进去后如下图所示，XJ|血MoniMr/McHiirY - DI16/DH6点4/0.5A - (R0/S4)X Row Not EffectiveOnline via assigned CPU servicesRun conditionally 匠 M

30、onitorI- ModifyTrigger.Run immediately弑 Status Value吒 Modify ValueEnable Peripheral OutputsI- I/O Display (RUNNING4HddresESymbolDi splay tormatStat us valueMo di f7 value11I1. 2BOOLfalse12I1. 3BOOLfalse13I1.4BOOLfalse14I1. 5BOOLfalse15I1. 6BOOLfalse16I1. 7BOOLfalseITQ0. 0BOOLfalse1 ass |18Q0. 1BOOLf

31、alse19Q0. 2BOOLfalse20Q0. 3BOOLfalsePath:|ShenYang-2013-O7-O0VSIMATIC 300(1 CPU 315F-2 PN/DPUpdate Force Symbol with F5CloseHelp I先将Monitor前面的对勾点上，再在Q0.0后面的对话框Modify Value中写入1，再 点击Modify Value,将其置位，如果Q0.0的Status Value为True,并听到”啪”一声, 则说明状态正常.5.5 步骤四：加载错误诊断OB块将以下错误诊断OB块添加到STEP7 Program的Block中：OB70、OB7

32、1、OB80、 OB82、OB83、OB85、OB86、OB87、OB88、OB121 和 OB122，以确保 CPU 在诊断发生故障时不停机而保持在运行状态；在 SIMATIC Manager 中，选择 Simatic 300 Station,点击 “DOWNLOAD 按钮 下载硬件组态之CPU中；将S7-300CPU模式选择开关设置成“RUN”的状态；至此，S7-300的组态和下载完成，可以看到MM440上的指示灯变为了绿色，说 明DP通信正常。5.6步骤五：在线监控和诊断在HW Config中点击“Online”按钮，建立与S7-300的在线连接，根据在线设 备的状态判断设备是否处于正常

33、运行的状态；当有故障发生时，双击CPU,在弹出的对话框中选择“诊断缓存区”选项卡，根据 “诊断缓存区”的信息判断设备的故障，并可根据该信息排除故障；故障排除后，系统将重新进入正常的运行状态；5.7 步骤六：编写数据块DB1在blocks中插入一个DB块，符号名为Setpoint,这个DB块的含义是控制字中间 存储位；双击DB1进入里面按下图写数据;5.8 步骤七：写数据块DB2在blocks中插入一个DB块，符号名为Motor_Status_Data，符号备注为规格化 的实际速度和电流，这个DB块的含义是状态字的中间数据块；2dProperties - Data BlockGeneral -

34、Part 1 General -Part 2 | Calls | Attributes |N arne:DB2Symbolic Name:Motor_Status_DataSymbol Comment:|规格化的实际速度和电流Created in Language:DBProject Path:Test_ProiectSIMATIC 300(IP11hCPU 315F-2PN/DPS7 Program (1hBlocksDB2Storage locationof project:CAProgram FilesS iemensS tep7S 7Projtest_proD ate created:

35、Last modified:CodeInterface11/12/2011 02:57:09 PM11 /09/2011 11:10:44 AM11 /09/2011 11:10:44 AMComment:JddOK |Cancel I Help双击DB2进入里面按下图写数据; DB2 - ,Motor_Status_Data,1 - Open_DHver_Safty_SystemStation_4CPU 315F-2 PN/DP.DB2AddressNaeTypeInitial valueCoBent|o.o|STRUCT-H3.0Motor_Spe&d_ACTREAL0. 000000e+

36、000电机实际速度+4.0Mu + ui-_CRT_ACTREAL0. 000000e-KJOO电机实际电流+3.0Motor_Status_0nBOOLFALSE电机运行中+S. 1Motor_S tatus_FaultBOOLFAME变频器故障+8.2Reverse_StatusBOOLFALSE反转+10.0Mo t or_vo t ag e_ACTREAL0. 000000e-K)00电机实际输出电压+14.0Motor_Power_ACTREAL0. 000000e-K)00电机功率+18.0Motor_Tenpture_ACTREAL0.000000e+000电机温度=22.0EM

37、LSTRUCT5.9 步骤八：写数据块DB8在blocks中插入一个DB块，符号名为DRIVE_READ,此数据块的作用是将变频 器的控制字读取到DB8中来；双击DB8进入里面按下图写数据; DB8 - ,Drive_READi, Open_Driver_Safty_SystemStation_4 .CPU 315F-2 PN -DP. ,DB8Address |NaeTypeInitial valueConentSTRUCT-K).oMotor_StatusWORDW#16#0读取电机实际状态+2.0Motor_SpeedWOFIjW#16#0读取电机实际速度+4.0Motor_Curren

38、tWORDW#16#0读取电机实际电流怡.0Motor_voltageWOFIiW#16#0读取电机输出电压Motor_POVffiR收:即W#16#0读取电tJLDC-link电压+10.0Motor_TempretuieW#16#0读取电机温度+12.0RESERVES收:即W#16#0备用+14.0Motor_Read_Error_CodeIWT0读取变频器通讯错误代码+16.0MOTERIl-JT0读取变频器通讯错误代码=18.0END_STRUCT5.10 步骤九：写数据块DB9在blocks中插入一个DB块，符号名为DRIVE_WRITE,注释为DRIVE_WRITE, 此DB块是

39、用于将DB块的内容，下载到变频器的控制字中去；双击DB9进入里面按下图写数据; DB9 - DRIVE.WRITE - Open_Driver_Safty_System5tation_4CPU 315F-2 PNy DP.DB9|AddressNaeTypeInitial valueCouent1o.dSTRUCT+0.0Motor_CoiTLiTL：aiidWOFIjW#16#0电机启动控制+2.0Motor_SpeedWOFOW#16#U电机设定速度+4.0EE SEKVEIwormW#16#0备用招.0REEERVEEWOFIjW#16#0备用骸。WOFOW#16#U备用+10.0EES

40、E砥旧4wormW#16#0备用+12.0REWEEVEEiWOFJ：W#16#0备用+14.0Motor_Wit e_Error_CodeINT0电机写入通讯错误代码+16.0nioterINT0=18.0END_STRUCT5.11 步骤十：写FC9程序在blocks中插入一个FC块，符号名为SPEED_SETPOINT_NORM，注释为设 定速度的规格化功能块，此功能块的目的主要为将读到的工程量016384的值转 换为我们需要的量程的数据值；双击FC9进入里面按下图写程序；首先在输入输出域中填写以下节点，主要目的为封装程序，等到直接调用FC9的时 候只需要填写相应管脚即可，而我们此处填写

41、的IN,和 OUT，就是到时调用程序时 会开放出来的管脚，图一为输入域所填写的内容，此处Speed_Setpoint填写读取变 频器的设定值,GAIN此处填写需要量化量程的上限，图2为OUT区域填写的内容, 此处的值是输出，即输出调整后量程的速度设定值，图3填写的为中间存储位的值, 主要用于数据类型转换的时候所需要的中间位，图4为FC9的主程序的编写，其中 Network1为所输入值也就是SpeedSetpoint先除以16384(此值为从变频器读过 来值得最大值)，再乘以Gain,也就是我们输入的量程的最高值,NetWork2主要先是 将所计算的值取整,然后再传送给输出值，也就是我们所需要转换量程的实际值.LAD