西门子PLC300与丹佛斯变频器FC300的通信

张新明

唐山三友远达纤维有限公司河北唐山063305

摘要：通过对西门子S7-300系列PLC与丹佛斯变频器FC300之间的通信问题进行研究和分析，由系统的通信网络配置和参数设定以及相关的软件编程实现了西门子S7-300系列PLC与丹佛斯变频器FC300之间的通信技术，而且实验研究表明西门子S7-300系列PLC与丹佛斯变频器FC300之间实现了通信并且相关数据的读写非常准确。其中西门子S7-300系列PLC是控制层，其需要对丹佛斯变频器FC300进行控制而且还要将设备数据信息传递给工控机，其中丹佛斯变频器FC300是执行层因此需要对电机进行控制。

关键词：西门子PLC300；丹佛斯变频器FC300；通信

1.前言

丹佛斯变频器FC300是由丹佛斯公司所生产的一种变频调速仪器，其设计过程中应用了相关控制原理可以经受巨大的负载压力而且可以在承受负载的同时对参数变化作出相应的反应，除此之外它还具有体积小以及易操作等优点。丹佛斯变频器FC300是当前一种新型变频器产品，不仅结合了各个系列变频器所拥有的总线通信技术而且在此基础上增强了和相关设备网络组态的灵活程度。通过对以西门子S7-300系列PLC作为控制层以及丹佛斯变频器FC300作为执行层，对两者间的通信实现进行了论述。

2.针对系统结构的论述

在当前国际通用总线从站挂靠在网络中实现了过程控制的需要但是在实际工程中由于通信与网络成为控制系统重要的组成部分而且也成为了控制系统设计和维护工作的重点以及难点组成部分。通过对现场相关设备到控制器的连接方式进行研究分析，现场总线用了线型结构其通过总干线从控制器连接到受控对象。监控层对系统进行监控，其中西门子S7-300系列PLC是控制层其需要对丹佛斯变频器FC300进行控制而且还要将设备数据信息传递给工控机，其中丹佛斯变频器FC300是执行层因此需要对电机进行控制，因此在整个系统中西门子S7-300系列PLC与丹佛斯变频器FC300之间的通信问题是最关键的部分。因此就需要对对系统结构各个组成部分进行详细的论述，首先对于工控机来说其采用的是研华工控公司所生产的工业控制计算机，这种计算机与普通计算机相比较可靠性更高而且防尘以及防磁和抗干扰能力等方面都更强。在控制电动机过程中要求同时运行两个大型软件因此对计算机的内存提出了更高的要求。通过现场总线接口卡实现工控机和总线相连就能完成组态和运行以及操作等功能要求，而且分布性和可靠性以及可扩展性等方面都得到了一定程度的加强。

西门子S7-300系列PLC是通用型PLC不仅能够适应自动化工程中各种各样的场合特别是应用于生产制造工程中。其中每个CPU都有特定的接口而且都是一个编程用的接口，对于部分带有集成的现场总线接口或者是点对点串行通信接口来说，西门子S7-300系列PLC不需要增加任何硬件和软以及和相关编程就可以建立一个网络。而且西门子S7-300系列PLC通过总线实现和变频器数据的读写还能够通过相关编程对变频器数据参数进行修改并可以有选择地读取电动机的部分状态信息从而保证了丹佛斯变频器FC300的灵活性。[1]

现场总线的标准是国际总线标准的重要组成部分之一实现了高速低成本的通信而且广泛用于设备级控制系统与分散式的通信。通过采用数据接口以及用光纤或双绞电缆作为传输介质让传输比特率以及传输距离进行扩展并且每个网上都可以同时配置120多个从站，因此这种现场总线是一种功能强大的现场总线。

丹佛斯变频器FC300是一种高性能产品，具有很多特性和优点。丹佛斯变频器FC300采用了磁通矢量控制的原理实现对速度转矩进行良好的控制，尤其是在零速时的转矩控制性能能够提供充分的转矩输出因此具有良好的动静态性能，在开环和闭环控制过程中都可以选用。而且其还拥有灵活的本机编码器接口以及编码器的选件卡还可以实现自适配优化系统使得能够充分满足应用的数字和继电器输出以及模拟输入和输出等多种总线控制方法，通过内部机械制动控制功能和优化控制的机械制动释放控制能够使机械抱闸的释放控制顺利开展，其中内置的可以用来电阻制动的制动单元以及可选的能量回馈单元充分满足应用选择的功率范围。由于其完善的保护功能以及出色的整机特性达到了丹佛斯变频器FC300满足的控制应用要求因此受到了了广泛的应用和推广。[2]

3.针对通信网络配置的论述

对于通信网络配置来说，通过设置地址以及变频器参数，在断电后通过硬件拨码设置地址而且要和软件分配地址保持一致，其中地址空间的默认地址为127。本系统设置丹佛斯变频器FC300硬件地址为4。要使变频器能够用西门子S7-300系列PLC来控制，丹佛斯变频器FC300也需要进行必要的参数设置才可以满足要求，对于变频器初始化来说，需要设置相关参数并在控制面板中设置参数，参数的手动启动键选择禁用命令源选择控制字格式选择站号选择与硬件配置地址一致。对于组态主站和从站系统来说，在创建的项目中配置网络组态。在插入CPU也要设置好相关参数。

在通信网络属性中将其设为组态从站系统时需要手动装入相关文件并需要在丹佛斯网站下载相关文件并装入，再将丹佛斯变频器FC300连接到网上并设置其节点地址和组态以及通信区，其中选择通信报文为系统自动给分配地址。[3]

配置完成后的通信地址由变频器参数特征值和过程控制数据组成。其中丹佛斯变频器FC300的参数部分必须要用于变频器参数的读取以及更新等作用上，完成之后再按步骤进行过程数据部分，其中这一部分是由固定部分以及可设置部分所组成的。而控制字以及速度的参考值是在过程数据部分中的固定部分传送给相关部分而且状态字和当前输出频率是由过程数据部分中的其他部分传输。在设置部分用户选择将特定参数传输给参数，以及将传输特定参数。[4]

4.通信编程

对于通信编程来说，西门子S7-300系列PLC能和变频器完成通信最关键的就是控制程序的编写，先通过对丹佛斯变频器FC300通信程序进行编写，观察变频器的状态字再判断丹佛斯变频器FC300是否做好准备工作，在确认做好准备工作后再进行丹佛斯变频器FC300的读写工作。并设置好编写通信程序的相关参考值，通过丹佛斯变频器FC300的控制字进行对变频器的启动工作再对其进行相关读写工作。然后查看从站反应状态，看变频器是否已经启动，把地址的数据读到，如果十六进制数内而且标识变频器已经运行并提示没有警告错误。在接下来对进行读写工作，由于为长整数型修改长整数型中的参数，保证数值不用参数代码，而且参数为十六进制，所以前两个字节设置要保证程序的意思为修改。[5]

5.针对实验结果的论述

下载数据块并单击监视按钮可以实现查看参数值是否送入数据块及变频器的响应信息的值。得出变频器控制面板中最大参考值数据与本系统设计一致因此实验结果说明实现了西门子S7-300系列PLC与丹佛斯变频器FC300之间的通信技术而且实验研究表明西门子S7-300系列PLC与丹佛斯变频器FC300之间实现了通信并且相关数据的读写非常准确。[6]

6.结束语

以总线为基础通过硬件组态和变频器参数设置来建立西门子S7-300系列PLC与丹佛斯变频器FC300之间的通信技术，再通过编写通信程序对实验装置进行启停控制和对变频器相关参数修改工作以及调节转速等功能。而且实验研究表明西门子S7-300系列PLC与丹佛斯变频器FC300之间实现了通信并且相关数据的读写非常准确。再通过通信编程可以实现对装置的起停控制和转速调节和参数修改等功能。这种通信方法同样适用于实现西门子S7-300系列PLC和其他多个变频器之间的通信。

参考文献：

[1]张圭.西门子PLC300与丹佛斯变频器FC300的通信[J]2014（6）125-126

[2]高师大.西门子PLC300与丹佛斯变频器FC300的通信[J]2015（5）56-57

[3]王毅.西门子PLC300与丹佛斯变频器FC300的通信[J]2014（10）99-100

[4]叶俊秦.西门子PLC300与丹佛斯变频器FC300的通信[J]2016（1）225-226

[5]焦崆.西门子PLC300与丹佛斯变频器FC300的通信[J]2015（9）76-77

[6]杨飞飞.西门子PLC300与丹佛斯变频器FC300的通信[J]2014（2）34-35