1、PROFINET 通讯功能概述
SINAMICSG120 的控制单元 CU250S-2PN 支持基于 PROFINET 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—PROFINET IO 控制器可以将控制字和主给定值等过程 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。
变频器参数访问—提供 PROFINET IO 控制器访问变频器参数的接口，有两 种方式能够访问变频器的参数：
1. 周期性通讯的 PKW 通道（参数数据区）：通过 PKW 通道 PROFINET IO 控制器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. 非周期通讯：PROFINET IO 控制器通过非循环通讯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 S7-1500 与 G120 CU250S-2PN 的 PROFINET PZD 通信，
以组态标准报文 1 为例介绍通过 S7-1500 如何控制变频器的起停、调速以及读 取变频器状态和电机实际转速。
2、S7-1500与G120的PROFINET PZD通信实例
2.1 硬件列表设备订货号版本S7-1516-3PN/DP6ES7 516-3AN00-0AB0V1.5CU250S-2PN6SL3246-0BA22-1FA0V4.6PM2406SL3224-0BE15-5UA0
表2-1 硬件列表
2.2 软件列表软件名称版本TIA PortalV13StartDriveV13
表2-2 软件列表
2.3 硬件组态
创建 S7-1500 项目，打开 TIA PORTAL 软件：
1）选择创建新项目；
2）输入项目名称；
3）点击“创建”按钮。
图2-1 创建S7-1500 项目
添加S7-1516-3PN/DP，创建项目：
1）打开项目视图，点击"添加新设备"，弹出添加新设备对话框；
2）设备树中选择S7-1500->CPU->CPU 1516-3PN/DP->6ES7 516-3AN00-0AB0；
3）选择CPU 版本号；
4）点击“添加”按钮。
图2-2 添加S7-1500 CPU1516-3PN/DP
添加G120 站：
1）点击设备和网络进入网络视图页面；
2）将硬件目录中“其它现场设备-> PROFINET IO -> 驱动器 -> Siemens AG -> SINAMICS -> SINAMICS G120 CU250S-2 PN Vector V4.6”模块拖拽到网络视图空白处；
3）点击蓝色提示“未分配”以插入站点，选择主站“PLC_2.PROFINET 接口_1”， 完成与 IO 控制器网络连接。
图2-3 添加G120 从站
组态S7-1500 的Device Name 和分配IP地址：
1）点击CPU1516-3PN/DP，设置其Device Name 为“plc1500”；
2）分配IP 地址
图2-4 设置CPU1516-3PN/DP 的Device Name 和分配 IP 地址
组态 G120 的 Device Name 和分配 IP 地址：
1）点击 G120，设置其 Device Name 为“g120pn”；
2）分配 IP 地址。
图2-5 设置G120 的Device Name 和分配IP 地址
完成上面的操作后，硬件组态中S7-1500 和G120 的IP 地址和Device Name 就已经设置好了。现在组态G120 的报文：
1）将硬件目录中“Standard telegram1，PZD-2/2 ”模块拖拽到“设备概览”视图 的插槽中，系统自动分配了输入输出地址，本示例中分配的输入地址 IW0、IW2，输出地址 QW0、QW2；
2）编译项目。
图2-6 组态与CU250S-2 PN 通信报文
下载硬件配置：
1）鼠标单击“PLC_2”选项；
2）点击“下载到设备”按钮；
3）选择 PG/PC 接口类型，PG/PC 接口，子网的链接；
4）点击“下载”按钮。
图2-7 下载硬件配置2.4、SINAMICS G120 的配置在完成 S7-1500 的硬件配置下载后，S7-1500 与 G120 还无法进行通讯，必须 为G120 分配 Device Name 和IP 地址，保证为G120 实际分配的Device Name 与硬件组态中为G120 分配的Device Name 一致。分配G120 的设备名称：1）如下图所示选择“更新可访问的设备”，并点击“在线并诊断”；2）点击“命名”；3）设置G120 PROFINET 设备名称g120pn，并点击“分配名称”按钮；4）从消息栏中可以看到提示。
图 2-8 分配 G120 Device Name分配G120 的IP 地址：1）如下图所示选择“更新可访问的设备”，并点击“在线并诊断”；2）点击“分配IP 地址”；3）设置 G120 IP 地址和子网掩码，并点击“分配 IP 地址”按钮；4）从消息栏中可以看到提示“当前连接的 PROFINET 配置已经改变。需重新启 动驱动，新配置才生效”。
图2-9 分配G120 IP 地址设置 G120 的命令源和报文类型：1）在线访问 G120；2）选择通讯设置；3)设置 P0922=1，选择“标准报文 1， PZD2/2”。
图2-10 G120 配置变频器自动设置的参数如下：参数号参数值说明参数组P1070[0]r2050.1变频器接收的* 2 个过程值作为速度设定值CDS0P2051[0]r2089.0变频器发送* 1 个过程值为状态字P2051[1]r63.1变频器发送* 2 个过程值为转速实际值
2.5 通过标准报文1 控制电机起停及速度
S7-1500 通过 PROFINET PZD 通信方式将控制字 1（STW1）和主设定值（ NSOLL_A）周期性的发送至变频器，变频器将状态字 1（ZSW1）和实际转速（ NIST_A）发送到S7-1500.
1. 控制字：常用控制字如下，有关控制字1（STW1）详细定义请参考“3 PROFINET 报文结构及控制字和状态字”章节。
· 047E(16 进制) - OFF1 停车
· 047F(16 进制) - 正转启动
2. 主设定值：速度设定值要经过标准化，变频器接收十进制有符号整数16384（4000H 十六进制）对应于**的速度，接收的较大速度为32767（200%）。参数P2000 中设置**对应的参考转速。
3. 反馈状态字详细定义请参考“3 PROFINET 报文结构及控制字和状态字”章节。
4. 反馈实际转速同样需要经过标准化，方法同主设定值。
示例：通过TIA PORTAL 软件“监控表”模拟控制变频器起停、调速和监控变频器 运行状态。数据方向PLC I/O 地址变频器过程数据数据类型PLC -> 变频器QW0PZD1 - 控制字 1（STW1）16 进制(16Bit)QW2PZD2 - 主设定值（NSOLL_A）有符号整数(16Bit)变频器 -> PLCIW0PZD1 - 状态字 1（ZSW1）16 进制(16Bit)IW2PZD2 - 实际转速（NIST_A）有符号整数(16Bit)
表 2-3 PLC I/O 地址与变频器过程值
程序
图2-11 程序
2. 启动变频器
**启动变频器需将控制字 1（STW1）16#047E 写入 QW0 使变频器运行准备 就绪，然后将 16#047F 写入 QW0 启动变频器。
3. 停止变频器
将16#047E 写入QW0 停止变频器；
4.调整电机转速调整电机转速调整电机转速
将主设定值（NSOLL_A）十六进制 2000 写入 QW2，设定电机转速为 750rpm。
5.读取 IW0 和 IW2 分别可以监视变频器状态和电机实际转速。
图2-12 监控表
3、PROFINET报文结构及控制字和状态字
3.1 报文结构
表 3-1 报文结构
表 3-2 报文说明
3.2 控制字控制字位含义参数设置0ON/OFF1P840=r2090.01OFF2 停ftP844=r2090.12OFF3 停ftP848=r2090.23脉冲使能P852=r2090.34使能斜坡函数发生器P1140=r2090.45继续斜坡函数发生器P1141=r2090.56使能转速设定值P1142=r2090.67故障应答P2103=r2090.78,9预留10通过 PLC 控制P854=r2090.1011反向P1113=r2090.1112未使用13电动电位计升速P1035=r2090.1314电动电位计降速P1036=r2090.1415CDS 位 0P0810=r2090.15
表3-3 控制字
3.3 状态字状态字位含义参数设置0接通就绪r899.01运行就绪r899.12运行使能r899.23故障r2139.34OFF2 激活r899.45OFF3 激活r899.56禁止合闸r899.67报警r2139.78转速差在公差范围内r2197.79控制请求r899.910达到或**出比较速度r2199.111I、P、M 比较r1407.712打开抱闸装置r899.1213报警电机过热r2135.1414正反转r2197.315CDSr836.0
表3-4 状态字