1 G120 PROFIBUS通信功能概述
SINAMICS G120第二代控制单元CU240B-2 DP、CU240E-2 DP、CU240E-2 DP F支持基于PROFIBUS的周期过程数据交换和变频器参数访问。

> 周期过程数据交换--通过西门子全新的611D伺服轴卡6SN1118-0DJ21-0AA2进口现货该通信PROFIBUS主站可将控制字和主设定值等过程数据周期性的发送至变频器，并从变频
    器周期性的读取状态字和实际转速等过程数据。G120最多可以接收和发送8个过程数据。该通信使用周期性通信的
    PZD通道（过程数据区），变频器不同的报文类型定义了不同数量的过程数据（PZD）。
> 变频器参数访问--提供PROFIBUS主站访问变频器参数的接口，有两种方式能够访问变频器参数：

1. 周期性通信的PKW通道（参数数据区）：通过PKW通道主站可以读写变频器参数，每次只能读或写一个参数，PKW通道的长度固定为4个字。
2. 非周期性通信：主站采用PROFIBUS-DPV1通信访问变频器数据记录区，每次可以读或写多个参数。

本文通过示例介绍S7-1200与CU240E-2 DP F的PROFIBUS 非周期通信，介绍如何通过非周期通信读写多个变频器参数。

2 非周期通信
非周期通信工作模式：主站调用“WRREC” 指令将“参数请求”写入从站，从站内部处理后，主站调用“RDREC”指令读取包含“参数应答”数据记录。“参数请求”和“参数应答”的数据内容应遵照PROFIdrive参数通道（DPV1）数据集DS47（非周期参数通道结构）。“参数请求”包括读参数和写参数请求，其数据结构参考表2-1。参数请求结构字段的说明参考表2-2。“参数应答”包括读参数和写参数应答，其数据结构参考表2-3。参数应答结构字段说明参考表2-4。参数应答中的故障值说明1、参数应答中的故障值说明2参考表2-5和表2-6。使用非周期通信对读写参数数量没有限制，但每个读写任务最大为240个字节。

表2-1 参数请求数据结构

	字节n	字节n+1	n值
报文头	请求参考	请求ID	0
	驱动对象ID	参数数量m	2
参数1	属性	索引的数量	4
	参数号		6
	第一个索引的编号		8
参数2	…		…
…	…		…
参数m	…		…
参数1的值* (*只有写任务)	数据格式	参数值数量
	参数值
	…
参数2的值*	…
…	…
参数m的值*	…

 

表 2-2 参数请求结构字段说明

字段	数据类型	数值(十六进制)	说明
请求参考	8位无符号数	01….FF	用于区分对应的请求和应答。主站改变每个新的请求的索引号，从站在相应的应答中返回请求的索引号。
请求ID	8位无符号数	01 02	区分请求的类型 读任务 写任务
驱动对象ID	8位无符号数	01	用于区分驱动对象，固定为01hex
参数数量m	8位无符号数	01….27	访问的参数的个数
属性	8位无符号数	10 20	访问参数元素的类型 数值 描述(只有读任务)
索引数量	8位无符号数	00….EA	要访问的参数中多个索引的数量 (参数无索引时00hex)
参数号	16位无符号数	0001….FFFF	访问的参数号
索引编号	16位无符号数	0000….FFFF	要访问的参数中多个索引的第一个索引的下标(参数无索引时0000hex)
数据格式	8位无符号数	02 03 04 05 06 07 08 10 13 41 42 43	通过数值判断参数值的数据类型 8位整型 16位整型 32位整型 8位无符号数 16位无符号数 32位无符号数 浮点数 8位数据串(Octet String)(长度16bit) 时间差(Time Difference)(长度32bit) 字节 字 双字
参数值数量	8位无符号数	00….EA	说明随后的参数值的个数
参数值	16位无符号数	0000….FFFF	参数值

 

表2-3参数应答数据结构

	字节n	字节n+1	n值
报文头	请求参考映射	应答ID	0
	驱动对象ID映射	参数数量m	2
参数1的值* (*只有读任务)	数据格式	参数值数量	4
	参数值或错误值		6
	…		…
参数2*	…		…
…	…		…
参数m*	…		…

 

表 2-4 参数应答结构字段说明

字段	数据类型	数值(十六进制)	说明
请求参考映射	8位无符号数	01….FF	返回请求参考与请求相同
应答ID	8位无符号数	01 81 02 82	读任务 读任务没有完整执行 写任务 写任务没有完整执行
驱动对象映射	8位无符号数	00….FF	驱动对象号与请求相同
参数数量m	8位无符号数	01….27	返回的参数的个数与请求相同
数据格式	8位无符号数	02 03 04 05 06 07 08 10 13 41 42 43 44	通过数值判断参数值的数据类型 8位整型 16位整型 32位整型 8位无符号数 16位无符号数 32位无符号数 浮点数 8位数据串(Octet String)(长度16bit) 时间差(Time Difference)(长度32bit) 字节 字 双字 错误
参数值数量	8位无符号数	00….EA	说明随后的参数值的个数
参数值或错误值	16位无符号数	0000….00FF	参数值或错误时的错误号

 

表 2-5 参数应答中的故障值说明1

 

表 2-6 参数应答中的故障值说明2

3 S7-1200与CU240X-2 DP的PROFIBUS 非周期通信实例

3.1 S7-1200组态
CU240E-2 DP F非周期通信与所选择的报文结构无关，选择任何一种报文格式都可以进行非周期通信，在使用系统功能“RDREC”和“WRREC”读写变频器数据记录时需要使用西门子全新的611D伺服轴卡6SN1118-0DJ21-0AA2进口现货报文标识符。本示例以组态353报文为例。
S7-1200与CU240X-2 DP的PROFIBUS通信基本组态过程以及变频器通信参数设置请参考《S7-1200与G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS PZD通信》文档，在此不做详细介绍。
• 组态与CU240E-2 DP F通信报文
1） 将硬件目录中“SIEMENS begr 353, PKW+PZD-2/2”模块拖拽到“设备概览”视图的第1个插槽中，系统自动分配了输入输出地址。
2）为方便编程将插槽1的PKW区重命名为“PKW”（在调用系统功能“RDREC”和“WRREC”时将用到此名字），将插槽2的PZD区重命名为“PZD”。

图3-1组态与CU240E-2 DP F通信报文

• 编程：在S7-1200中调用扩展指令“RDREC”读取从站数据记录区，调用扩展指令“WRREC”写入从站数据记录区。
1） 双击项目树下的“Main（OB1）”打开OB1程序编辑窗口；
2） 扩展指令目录中“分布式I/O -> 其它 -> 驱动器 -> RDREC和WRREC”指令拖拽到程序编辑窗口中；
3） 分别指定“RDREC和WRREC”的背景数据块，使用系统自动分配即可，点击“确认”按钮。

图3-2 S7-1200编程

• 为系统功能“RDREC”和“WRREC”分配硬件标识：
1） 单击块参数“ID”；
2） 在下拉列表中选择“PKW[AI/AO]”。

图3-3分配硬件标识符

• 为系统功能“RDREC”和“WRREC”分配其它参数：

1） 块参数INDEX = 47
2） M10.0上升沿触发写任务，M20.0上升沿触发读任务。
3） WRREC写入缓冲区从MB100开始的40个字节；
4） RDREC读取缓冲区从MB200开始的40个字节；
5） 其它参数分配请参考右图。

注意：也可以使用DB块作为缓冲区，创建DB时请将块访问模式定义为“标准-与S7-300/400兼容”模式。

图3-4分配其它参数

3.2示例1：读取P2900、P2902[2]~P2902[5]多个参数值
通过非周期通信读P2900、P2902[2]~P2902[5]参数值，变量表模拟程序参考图3-5。

1. 按照读参数请求结构将数据写入“WRREC”数据缓冲区MB100~MB115的16个字节中，数据格式参考表3-1 ；
2. 设置写数据记录长度16个字节，MW16 = 16；
3. 设置M10.0 = 1，启动“WRREC”写从站数据记录任务；MD12指示“WRREC”指令执行状态，具体状态含义请参考TIA PORTAL在线帮助；
4. 写数据记录完成后，设置M20.0 = 1，启动“RDREC”读从站数据记录任务；
5. MW26中指示读取从站数据记录的长度28字节，MD22指示“RDREC”指令执行状态；
6. 按照读参数应答结构分析MB200~MD227中28字节的数据，数据格式参考表3-2，读取到的P2900=33.0，P2902.2=10.0，P2902.3=20.0，P2902.4=50.0，P2902.5=100.0；
   

图3-5 S7-1200读取P2900、P2902[2]~P2902[5]多个参数值

 

表3-1 读参数 - 写数据记录请求

	字节n		字节n+1		地址
报文头	请求参考	01hex	请求ID	01 hex	MW100
	驱动对象ID	01 hex	参数数量m	02 hex	MW102
参数1	属性	10 hex	索引的数量	00 hex	MW104
	参数号 = 0B54 hex				MW106
	第一个索引的编号 = 0000 hex				MW108
参数2	属性	10 hex	索引的数量	04 hex	MW110
	参数号 = 0B56 hex				MW112
	第一个索引的编号 = 0002 hex				MW114

 

表3-2读参数 - 读数据记录应答

	字节n		字节n+1		地址
报文头	请求参考映射	01hex	应答ID	01 hex	MW200
	驱动对象ID映射	01 hex	参数数量m	02 hex	MW202
参数1的值	数据格式	08 hex	参数值数量	01hex	MW204
	参数值 = 33.0(浮点数)				MW206
					MW208
参数2的值	数据格式	08 hex	参数值数量	04hex	MW210
	参数值 = 10.0(浮点数)				MW212
					MW214
	参数值 = 20.0(浮点数)				MW216
					MW217
	参数值 = 50.0(浮点数)				MW220
					MW222
	参数值 = 100.0(浮点数)				MW224
					MW226

3.3示例2：修改P2900、P2901参数值
通过西门子全新的611D伺服轴卡6SN1118-0DJ21-0AA2进口现货非周期通信设置P2900=11.0、P2901=22.0，变量表模拟程序参考图3-6。

1. 按照写参数请求结构将数据写入“WRREC”数据缓冲区MB100~MB127的28个字节中，数据格式参考表3-3；
2. 设置写数据记录长度28个字节，MW16 = 28；
3. 设置M10.0 = 1，启动“WRREC”写从站数据记录任务；MD12指示“WRREC”指令执行状态，具体状态含义请参考TIA PORTAL在线帮助；
4. 写数据记录完成后，设置M20.0 = 1，启动“RDREC”读从站数据记录任务；
5. MW26中指示读取从站数据记录的长度4字节，MD22指示“RDREC”指令执行状态；
6. 按照写参数应答结构分析MB200~MD3中4字节的数据，数据格式参考表3-4，正确写入P2900=11.0、P2901=22.0。

图3-6 S7-1200写P2900、P2901参数值

 

表3-3 写参数 - 写数据记录请求

	字节n		字节n+1		地址
报文头	请求参考	01hex	请求ID	02 hex	MW100
	驱动对象ID	01 hex	参数数量m	02 hex	MW102
参数1	属性	10 hex	索引的数量	01 hex	MW104
	参数号 = 0B54 hex				MW106
	第一个索引的编号 = 0000 hex				MW108
参数2	属性	10 hex	索引的数量	01 hex	MW110
	参数号 = 0B55 hex				MW112
	第一个索引的编号 = 0000 hex				MW114
参数1数值	数据格式	08hex	参数值数量	01hex	MW116
	参数值 = 11.0(浮点数)				MW118
					MW120
参数2数值	数据格式	08hex	参数值数量	01hex	MW122
	参数值 = 22.0(浮点数)				MW124
					MW126

 

表3-3 写参数 – 读数据记录应答

	字节n		字节n+1		地址
报文头	请求参考映射	01hex	应答ID	01 hex	MW200
	驱动对象ID映射	01 hex	参数数量m	02 hex	MW202