西門子6ES7217-1AG40-0XB0西門子6ES7217-1AG40-0XB0

北京西門子PLC控制器代理商在工業自動化控制系統中，為常見的是PLC 和變頻器的組合應用，并且產生了多種多樣的PLC 控制變頻器方式，其中采用RS-485 通訊方式實施控制的方案得到廣泛的應用：因為它抗力強、傳輸速率高、傳輸距離遠且造價低廉。易能變頻器內置標準的MODBUS（從站）通信協議，可非常方便的實現單臺或多臺變頻器的遠程通訊控制與監視功能。

下面以西門子S7-200CPU224XP為例，介紹PLC與易能變頻器建立通訊并實現對變頻器起停、頻率給定、監控等功能的控制。

變頻器作為MODBUS協議從站接收來自PLC的通信指令，必須做好以下準備工作：

1、用一根帶9針陽性插頭的串口通信電纜連接在PLC的自由通信口Prat0端，電纜另一端的第3、8線分別接在變頻器RS485的485+、485－端子上，其余線屏蔽不用；

西門子PLC控制器代理商數據傳輸速率為9.6kbit/s～12Mbit/s，傳輸的數據容量為每個報文多達244個字節，傳輸介質為屏蔽雙絞線或光纜，被廣泛應用于樓宇自動化、水電廠管理和工業過程自動化控制系統中。

2 軟起動控制器中PROFIBUS-DP通訊接口的硬件設計

    在軟起動控制器的PROFIBUS-DP硬件接口電路設計方案上，采用單片機 + 集成芯片SPC3 + RS485驅動的方案。

2.1 SPC3簡述

    SPC3（SIEMENS PROFIBUS CONTROLLER）為優化的智能PROFIBUS-DP從站，集成有PROFIBUS-DP物理層的數據收發功能，可獨立處理PROFIBUS-DP協議。SPC3的內部有RAM、方式寄存器、狀態寄存器、中斷寄存器以及各種緩沖器指針和緩沖區等。SPC3有8根數據線和11根地址線，其中8根數據線與地址線復用，可以接80C32、80C166、80C196、HC196等單片機。SPC3內部集成了1.5KB的雙口RAM作為SPC3與軟件/程序的接口，能自動調整9.6K到12M波特率。

2.2 PROFIBUS-DP通信接口硬件設計

    PIC16F877與PROFIBUS-DP網絡的連接通過一個PROFIBUS-DP網絡的協議芯片SPC3和RS-485驅動電路組成。PROFIBUS-DP接口主要由處理器接口和串行總線接口組成。

    處理器接口電路如圖1示：80C32通過P0口和P2口擴展外部存儲器，將SPC3內部的雙口RAM作為自己的外部RAM，通過對雙口RAM的讀寫來完成對SPC3的初始化和有關數據的交換。圖中P1是指用雙PIC16F877設計的軟起動控制器，作為通訊的從站，PIC16F877集成了SPI接口，可以和協議芯片SPC3結合，以及MAX485ESA完成到PROFIBUS-DP總線網絡上的連接。

圖1 處理器接口電路

圖2串行總線接口電路

    SPC3芯片通過請求發送信號（RTS），發送數據信號（TXD），接收數據信號（RXD）,通過高速光耦HCPL7720和總線收發器ADM1485相連，構成串行總線接口。如圖2所示，盡管SPC3已經集成了物理層的數據傳輸功能，但它不具備RS-485的驅動接口，因此添置了RS-485的驅動電路。目前能滿足12M波特率的驅動器芯片為數不多，有SN65ALS176，SN75ALS176，ADM1485等，本系統中選用的是ADM1485。另外為了避免總線上的信號對電路的影響，在SPC3與RS-485總線驅動電路之間采用光電隔離。TXD、RXD信號的隔離器件選用Hewlett Packar公司的12M高速光耦HCPL7720，RTS的信號隔離器件選用HCPL0601。

3 通訊接口的軟件設計

    PROFIBUS-DP的ASIC芯片SPC3集成了PROFIBUS-DP協議，能夠處理PROFIBUS-DP狀態機構，因此80C32不用參與處理PROFIBUS-DP狀態機。80C32的主要任務是對SPC3進行合理的配置、初始化及對各種報文的處理。

   對SPC3的軟件操作主要包括兩個部分：SPC3的初始化和SPC3的中斷處理。主程序和中斷程序流程圖分別如圖3和圖4所示。

圖 3 主程序流程圖 圖4中斷程序流程圖

    SPC3的初始化程序應放在主程序的前面，而中斷處理程序完成CPU對SPC3中斷輸出的響應。 SPC3上電復位之后.在正常工作之前必須進行初始化，以配置各個寄存器。中斷處理程序用于處理SPC3發生的各種事件，這些事件包括新的參數報文事件：全局控制命令報文事件，進入或退出數據交換狀態事件，新的配置報文事件，新的地址設置報文事件，監測到波特率事件和看門狗溢出事件。SPC3在接收到由PROFIBUS主站傳送的不同輸出數據時會產生輸出標志位，CPU通過在應用循環中輪詢標志位來進行接收主站數據。對于特定應用的診斷信息需要實時傳遞到主站。主應用程序在應用循環中判斷是否有可用的診斷BUF存在一當有空閑BUF時應用程序輸入診斷信息，并請求更新。對于實時性要求嚴格的系統，應采用中斷方式進行輸出數據和診斷數據處理。

    由于用于現場的設備要特別考慮抗力，因此在設備硬件抗干擾技術的基礎上，軟件方面采用指令冗余，設置軟件陷阱，系統的自檢及軟硬件相結合的看門狗技術，保證軟件出軌的自動恢復，從而進一步提高系統的抗力。

4 結論

    軟起動器有很多優點，然而，目前國內生產的異步電機的軟起動器大多都不帶通信接口，有一些帶通信接口的，也多為 RS232 或 RS485 串行總線，這些串行總線,由于自身的特點,不適合工業現場控制,有礙于電動機機群的進一步網絡化發展和企業管控一體化及綜合自動化的實現。本文介紹的帶 PROFIBUS-DP總線接口的軟起動控制器，可以解決傳統軟起動器現場通信的不足，實現電動機的群控，促進企業綜合自動化的底層網絡建設，并能帶來顯著經濟效益。

■ DP/DP 耦合器

■ 中繼器

■ 總線連接插頭

除了電信號網絡 （RS485） 之外還有

用于 PROFIBUS PA 的電信號網絡
6XV1830-0EH10【技術指標】
1、實心裸銅線導體，2芯并合成對，芯線紅綠二色。
2、鋁箔、裸金屬絲編織雙層屏蔽，PVC外護套，阻燃,外觀紫色。
3、符合VDE 0472標準；B類試驗（IEC332.1）。
4、帶米標識，分100米、200米、300米包裝，500米、1000米木輪包裝。
5、工作參數：單線傳輸大規格：1000m，加中繼器可延長至10000m

西門子PROFIBUS-DP總線電纜6XV1830-0EH10其它介紹：

1．借助于其雙屏蔽層，尤其適用于安裝在易受電磁干擾的工業環境中
2．通過總線終端的接地觸點的外包層，可實現接地的連續性
3．按米銷售
4．當連接各站時，應確保數據線不要擰，系統在高電磁發射環境（如汽車制造業）下運行應使用帶屛蔽的電纜，屏蔽可提高電磁兼容性（EMC）。
5．如用屏蔽編織線和屏蔽箔，應在兩端與保護接地連接，并通過盡可能的大面積屏蔽接線來復蓋，以保持良好的傳導性。另外建議數據線必須與高壓線隔離。西門子PLC控制器代理商
6．超過500Kbit/s的數據傳輸速率時應避免使用短截線段，應使用市場上現有的插頭可使數據輸入和輸出電纜直接與插頭連接，而且總線插頭可在任何時候接通或斷開而并不中斷其它站的數據通信。

于光纖強制運動控制應用的光纜，例如戶內及戶外連續運動的機器部件中（用作牽引鏈）。 此應用有兩種型號：
光纖拖纜； 用于高機械應力的電纜，PUR 外套，無UL 認證
光纖拖纜（通用）； 用于低機械應力的電纜，PVC 外套，有UL 認證
按米銷售或定長銷售，預裝配有 4 個 BFOC 接頭或 4 個 SC 接頭。
戶外光纖 
防水電纜（縱向和徑向防水），戶外使用，非金屬防護，埋入敷設。
按米銷售或定長銷售，預裝配有 4 個 BFOC 接頭或 4 個 SC 接頭。
注意：需要使用工具由受過培訓的人員安裝玻璃光纖

PC-PPI          RS232 接口的西門子 S7-200PLC 編程電纜，長度2米（9針公）     
USB-PPI          USB 接口的西門子S7-200 PLC編程電纜，帶指示燈，通信距離達2公里,長度為2.5 M（9針公）     
USB-PPI+  USB 接口的西門子S7-200 PLC編程電纜，帶指示燈，通信距離達2公里,長度為3米      
6ES7901-3DB30-OXAO      USB 接口的西門子S7-200 PLC編程電纜，帶指示燈。長度5米，無需安裝驅動要求軟件版本V4.0SP4以上（9針公）     
6ES7901-3CB30-OXAO RS232 接口的西門子S7-200 PLC編程電纜，長度5米,不支持187.5     
USB-MPI+  一代  USB 接口的西門子 S7-300/400編程適配器（隔離型）帶通信指示燈，長度4米     
USB-MPI+全系列  全系列     
0CB20六代  原裝性能     
6ES7972-0CB20-OXAO五代  USB 接口的西門子S7-200/300/400 PLC編程電纜，長度5米（9針公）  DP高速通行 5代可以支持     
6ES7972-0CB20-OXAO四代  USB 接口的西門子S7-200/300/400 PLC編程電纜     
6ES7972-OCB20-OXAO三代  USB 接口的西門子/300/400 PLC編程電纜     
6ES7972-OCA23-OXAO三代  RS232 接口的西門子S7-300/400 PLC編程電纜（MT6000/8000-S7-300）     
LOGO!USBCABLE  隔離型 USB 接口的西門子 LOGO 控制器編程電纜，長度3 米，帶通信指示燈 （6針）     
LOGO!PC-CABLE  隔離型 RS232 接口的西門子 LOGO 控制器編程電纜，長度3米，對應西門子產品號：6ED1 057-1AA00-0BA0 

產品描述 標準總線電纜（4 芯），按米銷售，未裝配
  SIMATIC NET, IE FC TP STANDARD CABLE, GP 2X2 (PROFINET TYP A), TP INSTALLATION CABLE FOR ConNECTION TO FC OUTLET RJ45, FOR UNIVERSAL APPLICATION, 4-WIRE, SHIELDED, CAT. 5E, SOLD BY THE METER MAX. CONSIGNMENT: 2000 M, MINIMAL ORDER QUANTITY: 20 M
應用適宜性 適用于快速安裝并帶有堅固芯線的標準電纜
導線名稱 2YY (ST) CY 2x2x0,64/1,5-100 GN SF/UTP
電氣數據
單位長度阻尼量 
● 10 MHz 時 / 大值 0.052 dB/m
● 100 MHz 時 / 大值 0.195 dB/m
波阻 
● 1 MHz ... 100 MHz 時 100 ?
相對對稱公差 
● 1 MHz ... 100 MHz 時的波阻 15 %
單位長度近端串音阻尼量 
● 1 MHz ... 100 MHz 時 0.5 dB/m
耦合電阻越長度 / 10 MHz 時 10 m?/m
單位長度的回路電阻 / 大值 115 m?/m

西門子PROFIBUS網絡通訊電纜的總的規范

PROFIBUS網絡中段的大電纜長度(PROFIBUS網絡的大長度有賴于波特率和所用電纜的類型)

1、SIMATIC S7 系列PLC、S7200、s71200、S7300、S7400、ET200

2、邏輯控制模塊 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等

3、SITOP 系列直流電源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A

4、HMI 觸摸屏TD200 TD400C TP177,MP277 MP377 SMART700 SMART1000

常見西門子DP頭：

6ES7 972-0BB12-0xA0 ：

90度電纜出線，集成終端電阻，9針 Sub-D插座，有編程口，不支持快速連接

6ES7 972-0BA12-0xA0 ：

90度電纜出線，集成終端電阻，9針 Sub-D插座，無編程口，不支持快速連接

6ES7 972-0BA42-0xA0 ：

35度電纜出線，集成終端電阻，9針 Sub-D插座，無編程口，支持快速連接

6ES7 972-0BA52-0xA0 ：

90度電纜出線，集成終端電阻，9針 Sub-D插座，無編程口，支持快速連接

6ES7 972-0BB42-0xA0 ：

35度電纜出線，集成終端電阻，9針 Sub-D插座，有編程口，不支持快速連接

6ES7 972-0BB52-0xA0 ：

90度電纜出線，集成終端電阻，9針 Sub-D插座，有編程口，支持快速連接

2、預先設置變頻器以下參數：

F0.00=3      //串行口給定

F0.02=3      //串行口運行命令控制，鍵盤STOP命令無效

F2.14=03     //波特率9600，1-8-1，無校驗

F2.15=01     //變頻器地址

3.變頻器的控制命令和狀態通信地址如下：

  北京西門子PLC控制器代理商

西門子PLC程序說明

1、對于西門子PLC做主站的MODBUS通訊，需要程序庫裝有有“MBUS_CTRL”和“MBUS_MSG”指令。其下是指令的意義：

2、PLC程序

I0.0                  變頻器正轉啟動

I0.1                  變頻器反轉啟動

I0.2                  變頻器停止

VW1004                設定變頻器頻率

VB2000                讀取變頻器當前設定頻率

VB2002                讀取變頻器當前運行頻率

VB2004                讀取電機北京西門子PLC控制器代理商運行轉速

Network 1 // 初始化參數

LD     SM0.1

R      M2.0, 8

R      M4.0, 8

R      M0.0, 2

Network 2 // 串口設置

LD     SM0.0