西门子CPU6ES73221FH000AA0 西门子CPU6ES73221FH000AA0
 | SIMATIC S7-300,数字输出 SM 322,电位隔离 16 DA,AC 120/230V,1A, 1x 20极 |
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IMATIC PCS 7 支持集成PROFIBUS DP, PROFIBUS PA 和FF设备，同时也支持传统的HART通讯现场设备。和DP、PA 和FF设备不同，HART现场设备并不在硬件组态中显示。
以下过程描述硬件组态DP接口模块（ET 200M）组态HART现场设备。
1. 插入 PROFIBUS DP 接口模块
从硬件目录中选择相关的 DP 接口模块，并将它移动到要求的 PROFIBUS DP 段(例如，拖放该模块)。
图. 01
2. 插入HART模拟量模块
硬件目录中选择相关的SIMATIC HART接口模块并放置在DP接口模块相应插槽（例如拖拽）。如果没有其他接口模块或者模块需要组态，编译修改并下载至自动化系统。
图. 02
注意
必须激活HART功能。右击模拟量输入模块在弹出菜单中选择“对象属性...”，切换至“输入”标签页检查通道HART功能是否激活。 3. 插入"HART field device"模块
将刚刚插入的 HART 模拟量模块项插入硬件目录，并将相应的“HART field device”模块插入 SIMATIC HART 模拟模块的匹配插槽中(例如，拖放该模块)。
图. 图. 03
4. SIMATIC PDM设备分配
双击HART现场设备。点击“OK”确认保存修改。打开SIMATIC PDM硬件选择对话框，其中包含所有已集成的HART现场设备。
图. 04
在硬件选择树中，选择所需HART设备后OK确认。
注意
"硬件识别"功能能够识别已连接模块的设备。要求是修改的硬件组态已下载至自动化系统。不要下载自动化系统去增加和删除HART现场设备。
5. SIMATIC PDM中设备参数
在SIMATIC PDM为现场设备分配参数和名称（TAG）。
图. 05
通过菜单"File > Save"保存修改， "File > Close"关闭SIMATIC PDM。
注意
如果设备已经参数化完成，可以通过"Device > Upload to PG/PC..."方式将这些参数读出来。
6. 修改测量点名称
右击硬件组态中HART现场设备模块，弹出菜单中选择"Object Properties"。在属性窗口中分配名称然后“OK”应用更改。
图. 图. 06
注意
从SIMATIC V8.0 SP1起，支持PROFINET HART，可以使用上述步骤在PROFINET接口模块后组态HART现场设备。
为了避免捕捉到不想要的计数脉冲，对于特定的应用是可以在运行时打开和关闭高速计数器的，例如那些由震动引起的干扰。 使用"HscGate" FB可以实现S7-1200高速计数执行的门控制。
"HscGate" FB
这个功能块是在STEP 7 V13 SP1 Update4中开发并用CPU 1211C DC/DC/DC固件V4.1.3进行测试的。
可以在循环组织块 "Main"中被调用。
Fig. 01
| 名称 | 数据类型 | 描述 | |
|---|---|---|---|
| 输入 | enable | Bool | 给"HscGate" FB使能 |
| hscValue | DInt | 高速计数器（计数值）的输入地址 | |
| hsc | HW_HSC | 高速计数器的硬件（HW ID） | |
| 输出 | countValue | DInt | （可调）高速计数器的计数值 |
| status | Word | ||
| 输入输出 | reset | Bool | 重启高速计数器（在执行时候自动重启） |
"hscValue"和"hscHwId"输入可以从CPU属性里高速计数器的设置中获取。
为此，可以在STEP 7(TIA Portal)的项目导航中标记CPU并单击右键打开属性。
到"General" 标签并导航到"High-speed counters (HSC)" 条目。
对于选定（使能）的高速计数器（HSC），打开子目录"Input addresses" 和 "HW identifier"。
以起始地址作为双字输入给"hscValue" 参数、硬件标识符给"hscHwId" 参数。
图. 02
程序流程图
图. 03
在“enable”给一个下降沿信号，将高速计数器的当前值传输到计数值 "newCV"中。
在“enable”给一个上升沿信号，在SFB "CTRL_HSC"的帮助下将高速计数器值设置成"newCV"的值。
在Reset指令("reset")下 ，在传送到高速计数器之前将计数值"newCV"置0。
当"enable" = TRUE，高速计数器的数值被传到"countValue" 输出。
因此，在使用"enable" = TRUE时，高速计数器的计数值与"countValue"输出值完全相同。 只有在"enable" = FALSE时高速计数器值与"countValue" 输出值不相同。
这样，当给高速计数器做事件组态时，"enable"输入变量的状态也要考虑在内。
下载
STEP 7 Basic V13 SP1 Update 4 – Project with FB "HscGate" (2.3 MB)
创建环境
本FAQ的下载是用STEP 7 Basic V13 SP1 Update 4创建的。1. 概述
通常情况下，要实现HMI设备与V20变频器的通讯，需要一个支持USS通讯或MODBUS通讯的PLC，比如S7-200系列PLC。其通讯电缆连接如图1所示。PLC的一个通讯端口与触摸屏连接，可以采用PPI协议通讯。PLC的另一个通讯端口与V20的RS485通讯端口连接，采用MODBUS协议通讯，PLC上编写MODBUS主站程序，V20为从站。
图1 触摸屏通过PLC与V20变频器通讯
如果只需要对V2O变频器做简单的运行控制和变量监视，那么上述配置中PLC的作用仅为数据中转。这种情况下，触摸屏直接和V20变频器通讯，不仅能够实现监控功能，而且可以少用一个PLC，节省成本。采用西门子的SMART LINE系列触摸屏能够实现与V20变频器直接通讯的功能。通讯电缆连接如图2所示。SMART LINE触摸屏作为MODBUS主站，V20为从站。
图2 触摸屏直接与V20变频器通讯
2. 硬件设备及其安装
下面用一个实例来介绍Smart Line触摸屏与一台V20变频器通过MODBUS通讯的实现方法。该例子中用到的主要硬件设备如表1所示，触摸屏组态软件为WinCC Flexible 2008 SP4 China。
表1 示例主要硬件设备
| 名称 | 订货号 | 数量 | 说明 |
| 触摸屏 | 6AV6648-0BE11-3AX0 | 1 | Smart 1000 IE |
| 24V电源 | 6EP1332-1SH51 | 1 | DC24V/4A |
| 变频器 | 6SL3210-5BE17-5UV0 | 1 | V20 变频器 0.75kW |
| 电机 | 1LA9060-4KA10-Z | 1 | 1LA9 电机 0.12kW |
硬件安装步骤如下：
1）将变频器、电机、触摸屏固定在安装工位上。
2）连接变频器到电机的动力电缆和接地电缆。
3）连接供电电源到变频器的动力电缆和接地电缆。
4）连接变频器和触摸屏的RS485通讯电缆。触摸屏RS485的9针接口与 V20端子对应关系：3对应P+，8对应N-。
5）连接24V直流电源的交流进线电缆和到触摸屏的直流供电电缆。
3. V20变频器参数设置
V20变频器要采用MODBUS通讯，可以做如下设置：
1）变频器恢复出厂参数：
P0010=30
P0970=21
2）变频器快速调试，选择Cn011-MODBUS通讯连接宏：
a)设置电网频率和功率单位
b)输入电机铭牌参数
c)选择连接宏Cn011-MODBUS通讯
d)选择应用宏AP000
Cn011连接宏对应参数如表2所示。
表2 Cn011对应参数设置
| 参数 | 描述 | 工厂缺省值 | Cn011默认值 | 备注 |
| P0700[0] | 选择命令源 | 1 | 5 | RS485为命令源 |
| P1000[0] | 选择速度给定 | 1 | 5 | RS485为速度设定值 |
| P2023[0] | RS485协议选择 | 1 | 2 | MODBUS RTU协议 |
| P2010[0] | USS/MODBUS波特率 | 8 | 6 | 波特率为9600bps |
| P2021[0] | MODBUS地址 | 1 | 1 | 变频器MODBUS地址为1 |
| P2022[0] | MODBUS应答时时间 | 1000 | 1000 | 向主站发回应答的大时间 |
| P2014[0] | USS/MODBUS报文间断时间 | 2000 | 100 | 监控报文间断时间 |
3）修改MODBUS通讯参数，其它参数为Cn011连接宏默认参数：
P2014[0]=0 不监控报文间隔时间，否则可能会报F72故障
P2021[0]=3 MODBUS设备地址为3（与触摸屏组态软件中设置的从站地址一致）
4. 触摸屏组态
在WinCC Flexible 2008 SP4 China软件中组态Smart 1000 IE触摸屏。详细步骤如下：
1）创建项目。
创建一个空项目，如图3所示。
图3 创建空项目
选择触摸屏设备为Smart 1000 IE，如图4所示。
图4 选择Smart 1000 IE触摸屏
2）设置连接。
在连接画面中新建一个连接，相关参数设置如下：
通讯驱动程序：Modicon MODBUS
类型：RS485
波特率：9600
奇偶校验：偶
数据位：8
停止位：1
组帧：RTU Standard
CPU类型：984
从站地址：3
连接设置如图5所示。
图5 连接设置
3）添加变量。
添加与变频器监控相关的10个变量，如表3所示。
表3 变量列表
| 变量名 | MODBUS寄存器地址 | 说明 |
| CtrlWord1 | 40100 | 控制字1 |
| SetPoint | 40101 | 速度设定值 |
| StsWord1 | 40110 | 状态字1 |
| Feedback | 40111 | 速度实际值 |
| ActFreq | 40342 | 频率实际值 |
| OutpVoltage | 40343 | 输出电压 |
| DCVol | 40344 | 直流电压 |
| OutpCurrent | 40345 | 输出电流 |
| OutpTorque | 40346 | 输出转矩 |
| OutpPower | 40347 | 输出功率 |
变量地址参照V20变频器操作手册，添加完成后的变量画面如图6所示。
图6 添加变量
速度设定值变量SetPoint是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)来表示-50Hz到+50Hz的转速，此处采用变量的线性转换属性，将-16384对应-1500，+16384对应+1500，如图7所示。再采用变量的限制值属性，将变量的输入值限制在-1600和+1600之间，如果出该限制值的范围，则输入不起作用。如图8所示。
图7 速度设定值变量线性转换
图8 速度设定值变量限制值
速度反馈值变量Feedback也是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)来表示-50Hz到+50Hz的转速，此处也采用变量的线性转换属性，将-16384对应-1500，+16384对应+1500，如图9所示。注意，图9和图7所示的线性转换是一致的。
图9 速度反馈值变量线性转换
4）添加画面。
项目生成时已经有一个模板和一个画面，此例仅用到一个画面。修改画面的名字为V20_Monitor，如图10所示。
图10 编辑之前的画面V20_Monitor
5）编辑模板。
模板中的对象在选择使用模板的画面中会显示出来，此处把西门子的LOGO和退出Runtime的按钮放置在模板中，如图11所示。
图11 编辑模板
然后在按钮的事件属性中添加函数。在按钮STOP RT事件属性的单击事件下添加StopRuntime函数，如图12所示。
图12 退出运行画面按钮事件设置
6）编辑画面。
在V20_Monitor画面中放置IO域、文本域、按钮、棒图、圆形等对象。在文本域中输入相应的文本，设置字号、颜色等，将相关对象分类排列整齐，完成后的V20_Monitor画面如图13所示。
图13编辑完成的画面V20_Monitor
给10个IO域分别连接10个变量。
其中控制字1和状态字1采用16进制显示，控制字1类型模式为输入/输出，状态字1类型模式为输出，如图14所示。
图14 控制字1对应IO域常规设置
转速设定、实际转速、输出电压、直流电压采用带符号整数显示，转速设定类型模式为输入/输出，其它三个变量类型模式为输出，如图15所示。
图15 实际转速对应IO域常规设置
输出频率、输出电流、输出转矩、输出功率采用带符号整数显示，并移动小数点2位，类型模式为输出，如图16所示。此处移动小数点2位的作用是将通讯接收到的值除以100并显示在触摸屏上，这样做的理由是V20变频器在发送这些值时将实际值乘了100。
图16 输出电流对应IO域常规设置
除了用IO域来显示实际转速的数值外，还采用棒图这种图形化的形式来显示实际转速，编辑完成的棒图外观如图17所示。
图17 编辑完成的棒图外观
设置棒图的常规属性，其中连接变量为Feedback，大值设为2000，小值设为-2000，如图18所示。
图18 棒图常规属性设置
设置棒图的外观，如图19所示。
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