浅谈美恒变频器 DP控制报文

浅谈美恒变频器 DP控制报文

梁琪 霍岩超

河钢股份有限公司承德分公司 河北省钒钛工程技术研究中心 河北承德 067000

摘要：本文主要介绍了承钢桥式起重机所用的大连美恒变频器的DP控制报文解析。本文主要是根据作者天车变频控制系统应用经验和相关资料整理而成，在实际培训，应用过程中效果良好。

关键词：桥式起重机；变频器；DP控制；报文解析

PROFIBUS是Process Field Bus（过程现场总线）的缩写，PROFIBUS是当下国际上通用的现场总线通讯标准，其最重要的特征就是采用数字通信方式取代原有的模拟量与数字量信号传输。

PROFIBUS通信协议主要分为PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-FMS三类。美恒变频器总线通讯控制系统主要采用PROFIBUS-DP的硬件连接方式及其通讯协议来实现通讯。现场应用中，美恒变频器通过OPT-C3板与带有DP通讯接口的S7-300 PLC连接，变频器与PLC之间采用PROFIBUS-DP通讯协议传输数据。

作为主站的S7-300 PLC与作为从站的美恒变频器通过各自的输入/输出数据区进行相应报文的传输。上述输入/输出数据区会在S7-300 PLC与美恒变频器的组态中分配相应的存储地址。

图1主站和从站之间的数据传输与通信报文

在美恒变频器DP总线控制系统中，S7-300 PLC与美恒变频器之间进行主站、从站数据交换的报文，主要使用的是可变数据字段长度（可变报文长度）的报文，它分为协议报头、用户（主站/从站）数据、协议报尾，如图1所示。其中用户（主站/从站）数据是我们控制、监控变频器以及实时修改变频器参数的关键。

用户（主站/从站）数据的结构被指定为参数/过程数据对象PPO（Parameter Process Object）,有的用户（主站/从站）数据由一个参数区域和一个过程数据区域组成，而有的用户（主站/从站）数据仅由过程数据区域组成。用户（主站/从站）数据的具体结构是由已定义的5种PPO类型所决定的，如表3所示。S7-300 PLC与美恒变频器进行硬件组态时，可根据现场实际应用需求，选择任意5种PPO类型之一来实现DP总线控制。在承钢天车现场应用中选择PPO5作为用户（主站/从站）数据的结构来实现相关功能。

表1用户（主站/从站）数据参数/过程数据对象PPO的结构

参数区域PKW。PKW区前两个字PKE（任务和参数）和IND（索引）的信息内容对于主站来说，是主站向从站发送的请求或任务信息；对于从站来说，是从站基于主站的请求而向主站发送的相应的应答信息；PWE则为主站to从站PKE中想要修改参数的数值，或从站to主站PKE中相应应答参数的参数值，PWE一般只用第4字。

PKE。该字的结构如表4所示，其中AK(15位-12位)的功能对于主站来说是发送相应的请求，对于从站来说是针对请求进行相应的应答，如表5所示，对AK的功能进行了描述；PNU（10位-0位）则是要访问/或应答的变频器参数编码；SM（11位）该位没有使用值为0

IND。该字为参数编码的索引。由于美恒变频器参数少于2000个，在美恒变频器中未使用该字，常态为0。

PWE。PWE的两个字对应的是主站要访问（修改）/或从站根据主站请求所应答的变频器相关参数的值。在主站PLC访问（修改）从站变频器参数时，写入变频器的数据放在PWE的第四字；在从站变频器响应主站PLC请求时，返回到PLC的数据放在PWE的第四字。

过程数据区域PZD。主站利用PZD（过程数据区）来控制从站变频器的停止、运行、故障复位、速度值设定等；以及快速读取从站变频器的启停状态、输出频率、输出电流和故障代码等实际值。由于冷轧天车选择PPO5作为用户（主站/从站）数据的结构来实现相关功能，所以对应的PZD（过程数据区域）由10个字（20个字节）组成。

控制字CW。当主站PLC控制从站变频器实现变频器激活、启动、停止、故障复位等功能时，需对PZD（过程数据区）中的CW（控制字）中的相关控制位。

变频器指令中停止1和停止3是等同的。停止2和禁止运行也是等同的；停止1和停止3指令只能在电机控制模式选择为频率控制或者速度控制，且现场总线作为当前控制位置时才能使用。即运行：7F04；停止1:7E04；停止2：7D04；停止3:7B04；运行禁止：7704；复位：位15由0置1。

表2 控制字CW结构与相关功能数据的二进制、十六进制转换计算

状态字SW。当主站PLC需要读取从站变频器相关状态时，需要主站PLC读取从站变频器发送的状态字SW。现场应用中大部分情况下，编写程序时所关注的为直接来自变频器的状态位，以及停止2、停止3以及禁止/激活等状态机位。

参考文献

[1]西门子S7-300/400 PLC工程应用技术/姜建芳主编.—北京：机械工业出版社，2012.10

[2]MVCAN MHCH/T用户手册