SIMATIC S7-400，SM 431模拟量输入模块， 非隔离，16 AI，13 BITS，+/-10V， +/-20MA， 4 ~20MA； 20 ms 模块更新

SIEMENS西门子上海晨莅电气设备有限公司

：韩斌

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1 概述
S7-300/400与SINAMICS G150 之间通过PROFIBUS DP 总线可进行周期性及非周期性数据通讯。使用标准S7功能块SFC14/SFC15可实现周期性数据交换；使用标准S7功能块SFC58 / SFC59，可以实现非周期性数据交换，读写 SINAMICS G150 的参数。S7-300/400与SINAMICS G150装置的连接，如下图所示：

图1 S7-300/400与SINAMICS G150装置的连接

2 SINAMICS G150站地址设置及硬件组态
SINAMICS G150的PROFIBUS DP站地址设置有两种方法：
（1）通过CU320控制单元上DIP拨码开关，设置站地址，有效地址值为1….126，设定方法如表1所示，将DIP开关拨“ON”处，多个开关激活，将有效位进行加法运算， 1+4+32=37，表示站地址是37，注意：通过拨码开关改变地址时应断掉SINAMICS G150 电源，否则，更改的站地址是无效的。

表1 DIP开关设定PROFIBUS DP地址

（2） 在拨码开关全部拨到OFF或ON状态，可以利用参数P918设置站地址。
S7-300/400的硬件组态，如图2所示，在硬件组态中设定的SINAMICS G150站地址应与SINAMICS G150 实际的站地址*，本例中采用站地址是6。

图2 硬件组态

3 通讯报文设置
SINAMICS G150有多种报文结构进行选择，详细描述请参考：SINAMICS_G150_operating-instructions手册，表2为报文结构。

表2 报文结构

报文结构是999为用户自定义报文，当用户选择此报文结构时，SINAMICS G150的起、停控制位等需自己做关联。此时必须将PLC控制请求置1（P854=1）。
注意：在做S7-300/400硬件组态时，需要配置报文结构，图3是STEP7中的报文设置，配置结束后进行编译保存；然后，打开STARTER，核对报文结构是否*，图4是STARTER软件中报文的设置，若不*需在STARTER软件中打开“configuration”做调整后点击“Transfer to HW config”按钮。

图3 STEP7中的报文设置

图4 STARTER软件中报文设置

4 用PROFIBUS DP总线对SINAMICS G150起、停及速度控制
S7-300/400 PLC通过PROFIBUS DP周期性通讯方式将控制字1和主设定值发送至SINAMICS G150 ，当组态的报文结构 PZD=2或自由报文999时，在S7-300/400 中可用“MOVE” 指令和功能块SFC14和SFC15进行数据传送。
下面分别采用“MOVE” 指令进行数据传送和调用SFC14和SFC15系统功能块进行数据传送加以说明。
例程文件名为：“G150_DP控制字、主给定值的发送及状态字和实际频率读出程序.rar”，链接：G150_DP1.rar

注:程序中选择标准报文1

1、采用“MOVE” 指令进行数据传送：
（1）在例程中，在变量表“SINAMICS G150 start_up”中，分别强制M1.0、M1.1为1；
（2）通过MW2发送控制字1，首先写入047E，然后写入047F，SINAMICS G150 开始运行，如停止SINAMICS G150 ，发送047E，使SINAMICS G150 停止运行，变量表如图5所示；
（3）MW4写入的是主设定值，速度设定值要经过标准化，4000H（十六进制）对应于
*，发送的zui大值为7FFFH（200%），所设定的百分数乘以P2000 中设定的参考速度， 就是给定速度；
（4）在MW6中能显示状态字1，变量表如图5所示；
（5）MW8中能显示实际运行速度，此处为十六进制，4000H表示100％。控制程序如图6所示。

图5 变量表中的内容

图6 “MOVE”指令控制程序

2、SFC14和SFC15系统功能块进行数据传送：
SFC14（“DPRD_DAT”）用于读取SINAMICS G150 过程数据，SFC15 （“DPWR_DAT”）用于将过程数据发送到SINAMICS G150 。
（1）控制SINAMICS G150 运行：
通过先发送控制字047E然后发送047F来启动SINAMICS G150 ，控制字1在 DB1.DBW20中，主设定值在DB1.DBW22中设定，参看图7；所有的这些变量在变量 表“SINAMICS G150 start_up”中设定及监控，图8是变量表的内容，图9是程序内容。
（2）停止SINAMICS G150 ：
发送控制字047E至SINAMICS G150 ，使SINAMICS G150 停止运行。
（3）读取SINAMICS G150 状态字及速度实际值：
S7-300/400 接收SINAMICS G150 状态字1，存放在DB1.DBW30中；接收SINAMICS G150 传来的速度实际值，存放在DB1.DBW32中，参看图7，在变量表“SINAMICS G150 start_up”中能监控到SINAMICS G150 状态和速度实际值。

 
图7 数据块 DB1

图8 变量表

图9 控制程序

5 SINAMICS G150 参数的读取及写入

（1）扩展PROFIBUS DP功能（DPV1）
非周期性数据传送模式允许：
• 交换大量的用户数据（zui多240 bytes）
• DPV1支持DS47非周期数据交换

（2）参数请求及参数应答的结构
参数请求包括三部分：请求标题、参数地址及参数值，如表3所示。

表3 参数请求格式西门子6ES7431-0HH00-0AB0

参数应答格式，如表4所示，关于参数请求及应答描述，参考表5。

表4 参数应答格式

表5 参数请求及应答描述

在表6 中，是关于DPV1参数应答中的错误值描述。

表6 DPV1参数应答中的错误值描述

（3）S7-300/400 通过PROFIBUS DP非周期性通讯方式读取SINAMICS G150 参数
使用S7-300/400 PLC通过PROFIBUS DP非周期性通讯方式读取SINAMICS G150 参数，可以读一个参数下的多个索引值，或多个参数下的多个索引值。PLC读取SINAMICS G150 参数时必须使用两个功能块SFC58 / SFC59 ，程序参见图14。

例程文件名：“G150_DP读参数r945程序.rar” 链接：G150_DP2.rar
以读取一个参数下的一个索引值为例（读参数r945.0）：

a．使用标志位M10.0及功能SFC58块将读请求（数据块DB2如图10所示），发送至SINAMICS G150，将M10.0设定为数值1启动写请求，当写请求完成后必须将该请求置0，结束该请求。MW300（RET_VAL）显示错误代码，用于表示数据传输时发生的错误。在变量表G150_read（如图11所示）中，按照表3参数请求格式进行设定，在DB1.DBW6中设定945，在DB1.DBW8中设定0，表明读请求中要读取r945.0中的数值。

图10 “写”请求数据块DB2

图11 变量表G150_read内容

b．使用标志位M10.1及功能SFC59块将读应答发送至S7-300/400 ，SINAMICS G150 将参数值发送到DB3，图12是数据块DB3的内容。将M10.1设定为数值1启动读应答，当读应答完成后必须将M10.1该请求置0。MW400 (RET_VAL) 显示包括错误代码。在变量表G150_read1（如图13所示）中，能够读到相应读应答，DB3.DBW6中读到的是7861，表明此时参数r945.0=7861。

图12 响应数据块DB3

图13变量表G150_read1内容

图14 读取SINAMICS G150 参数程序

（4）S7-300/400通过PROFIBUS DP非周期性通讯方式写SINAMICS G150 参数
使用S7-300/400 PLC通过PROFIBUS DP非周期性通讯方式写SINAMICS G150 参数，可以写一个参数下的多个索引值，或多个参数下的多个索引值。写参数时只需使用SFC58 ，如果需要读取写参数响应时需使用SFC59，程序参见图18。

例程文件名：“G150_DP写参数P1120程序.rar”  链接：G150_DPP1120.rar
以写参数P1120 为例 ，加以说明。

a．使用标志位M10.2及SFC58 功能块将写请求（数据块DB4如图15所示）发送至SINAMICS G150，将M10.2设定为数值1启动写请求，当写请求完成后必须将该请求置0，结束该请求。MW500（RET_VAL）显示错误代码，用于表示数据传输时发生的错误。在变量表G150_write（如图16所示）中，按照表3中的参数请求格式进行设定，在DB4.DBW6中设定1120，在DB4.DBW8中设定0，表明将DB4.DBD12中的数值写入参数P1120.0中。

图15 写请求数据块DB4

图16变量表G150_write中的内容

b． 使用标志位M10.3及功能SFC59块将写应答发送到S7-300/400 数据块DB5中，数据块DB5的内容，参看图17，将M10.3设定为数值1启动读请求，当读请求完成后必须将M10.3置0。MW504 (RET_VAL) 显示错误代码。在变量表G150_write（如图16所示）中，能够读到相应写请求响应，DB5.DBB1中为02，表明写请求已相应，从SINAMICS G150 中读到参数P1120已经被更改，表明参数P1120已修改完成。

图17数据块DB5

图18 写SINAMICS G150 参数程序

西门子SITOP电源定货号 注释

6EP1 331-1SH02 西门子单相220VAC输入，输出24VDC        1.3A

6EP1 331-2BA00 西门子单相220VAC输入，输出24VDC        2A

6EP1 332-2BA00 西门子单相220VAC输入，输出24VDC        3.8A

6EP1 332-2BA10 西门子单相120/220VAC输入，输出24VDC    2.5A

6EP1 333-2AA00 西门子单相220VAC输入，输出24VDC  5A  工业可并联

6EP1 333-2AA01 西门子单相120/230VAC输入，输出24VDC  5A    工业可并联

6EP1 333-2BA00 西门子单相120VAC/220VAC输入，输出24VDC 5A

6EP1 333-2BA01 西门子单相120VAC/220VAC输入，输出24VDC 5A

6EP1 333-3BA00 西门子单相120VAC/220to500VAC输入，输出24VDC 5A

6EP1 334-2AA00 西门子单相220VAC输入，输出24VDC        10A    工业可并联

6EP1 334-2AA01 西门子单相120/220VAC输入，输出24VDC    10A    工业可并联

6EP1 334-2BA00 西门子单相220VAC输入，输出24VDC        10A

6EP1 334-2BA01 西门子单相220VAC输入，输出24VDC        10A

6EP1 334-3BA00 西门子单相120/220VACto500VAC输入，输出24VDC        10A

6EP1 336-2BA00 西门子单相220VAC输入，输出24VDC        20A

6EP1 336-3BA00 西门子单相220VAC输入，输出24VDC        20A     工业可并联

6EP1 337-3BA00 西门子单相120/230,40A

6EP1 434-2BA00 西门子三相380VAC输入，输出24VDC        10A      工业可并联

6EP1 436-2BA00 西门子三相380VAC输入，输出24VDC        20A      工业可并联

6EP1 332-2BA20 西门子三相380VAC输入，输出24VDC        20A      新型模块式电源

6EP1 332-2BA30 西门子三相380VAC输入，输出24VDC        30A      工业可并联

6EP1 333-2AA02 西门子三相380VAC输入，输出24VDC        40A      工业可并联

6EP1 333-2AA03 西门子三相380VAC输入，输出24VDC        40A      工业可并联

6EP1 252-0AA00 西门子单相230VAC输入，输出41.5V/1.3A

6EP1 252-0AA01 西门子单相230VAC输入，输出41.5V/2A

6EP1 457-3BA00 西门子三相380VAC输入，输出48VDC        20A      工业可并联

SIYOUNG 电源

6EP0 123-2AA00-0AA0 西门子单相230VAC输入，输出24VDC        2.5A

6EP0 123-2AA00-0AB0 西门子单相230VAC输入，输出24VDC        4A

6EP0 123-3AA00-0AB0 西门子单相230VAC输入，输出24VDC        6A

6EP0 123-4AA00-0AB0 西门子单相230VAC输入，输出24VDC        12A

西门子S7-200CPU

6ES7211-0AA23-0XB0 西门子CPU221 DC/DC/DC,6输入/4输出

6ES7211-0BA23-0XB0 西门子CPU221 继电器输出,6输入/4输出

6ES7212-1AB23-0XB8 西门子CPU222 DC/DC/DC,8输入/6输出

6ES7212-1BB23-0XB8 西门子CPU222 继电器输出,8输入/6输出

6ES7214-1AD23-0XB8 西门子CPU224 DC/DC/DC,14输入/10输出

6ES7214-1BD23-0XB8 西门子CPU224 继电器输出,14输入/10输出

6ES7214-2AD23-0XB8 西门子CPU224XP DC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO

6ES7214-2BD23-0XB8 西门子CPU224XP 继电器输出,14DI/10DO,2AI/1AO

6ES7216-2AD23-0XB8 西门子CPU226 DC/DC/DC,24输入/16输出

6ES7216-2BD23-0XB8 西门子CPU226 继电器输出,24输入/16输出

扩展模块

6ES7 221-1BH22-0XA8 西门子EM221 16入 24VDC，开关量

6ES7 221-1BF22-0XA8 西门子EM221 8入 24VDC，开关量

6ES7 221-1EF22-0XA0 西门子EM221 8入 120/230VAC，开关量

6ES7 222-1BF22-0XA8 西门子EM222 8出 24VDC，开关量

6ES7 222-1EF22-0XA0 西门子EM222 8出 120V/230VAC，0.5A 开关量

6ES7 222-1HF22-0XA8 西门子EM222 8出 继电器

6ES7 222-1BD22-0XA0 西门子EM222 4出 24VDC 固态－MOSFET

6ES7 222-1HD22-0XA0 西门子EM222 4出 继电器 干触点

6ES7 223-1BF22-0XA8 西门子EM223 4入/4出 24VDC，开关量

6ES7 223-1HF22-0XA8 西门子EM223 4入 24VDC/4出 继电器

6ES7 223-1BH22-0XA8 西门子EM223 8入/8出 24VDC，开关量

6ES7 223-1PH22-0XA8 西门子EM223 8入 24VDC/8出 继电器

6ES7 223-1BL22-0XA8 西门子EM223 16入/16出 24VDC，开关量

6ES7 223-1PL22-0XA8 西门子EM223 16入 24VDC/16出 继电器

6ES7 223-1BM22-0XA8 西门子EM223 32入/32出 24VDC，开关量

6ES7 223-1PM22-0XA8 西门子EM223 32入 24VDC/32出 继电器

6ES7 231-0HC22-0XA8 西门子EM231 4入*12位精度，模拟量

6ES7 231-7PB22-0XA8 西门子EM231 2入*热电阻，模拟量

6ES7 231-7PD22-0XA8 西门子EM231 4入*热电偶，模拟量

6ES7 232-0HB22-0XA8 西门子EM232 2出*12位精度，模拟量

6ES7 235-0KD22-0XA8 西门子EM235 4入/1出*12位精度，模拟量

6ES7 277-0AA22-0XA0 西门子EM277 PROFIBUS-DP接口模块

6GK7 243-2AX01-0XA0 西门子CP243-2 AS-i接口模块

6ES7 253-1AA22-0XA0 西门子EM253 位控模块

6ES7 241-1AA22-0XA0 西门子EM241 调制解调器模块

6GK7 243-1EX00-0XE0 西门子CP243-1工业以太网模块

6GK7 243-1GX00-0XE0 西门子CP243-1IT 工业以太网模块

S7200SMARTCPU模块  

6ES7 288-1SR20-0AA0 CPU SR20 标准型CPU模块，继电器输出，220VAC供电，12输入/8输出

6ES7 288-1SR40-0AA0 CPU SR40 标准型CPU模块，继电器输出，220VAC供电，24输入/16输出

6ES7 288-1ST40-0AA0 CPU ST40 标准型CPU模块，晶体管输出，24VDC供电，24输入/16输出

6ES7 288-1SR60-0AA0 CPU SR60 标准型CPU模块，继电器输出，220VAC供电，36输入/24输出

6ES7 288-1ST60-0AA0 CPU ST60 标准型CPU模块，晶体管输出，24VDC供电，36输入/24输出

6ES7 288-1CR40-0AA0 CPU CR40 经济型CPU模块，继电器输出，220VAC供电，24输入/16输出

S7200SMART数字量扩展模块  

6ES7 288-2DE08-0AA0 EM DI08 数字量输入模块，8×24VDC输入

6ES7 288-2DR08-0AA0 EM DR08 数字量输出模块，8×继电器输出

6ES7 288-2DT08-0AA0 EM DT08 数字量输出模块，8×24VDC输出

6ES7 288-2DR16-0AA0 EM DR16 数字量输入/输出模块，8×24VDC输入/8×继电器输出

6ES7 288-2DT16-0AA0 EM DT16 数字量输入/输出模块，8×24VDC输入/8×24VDC输出

6ES7 288-2DR32-0AA0 EM DR32 数字量输入/输出模块，16×24VDC输入/16×继电器输出

6ES7 288-2DT32-0AA0 EM DT32 数字量输入/输出模块，16×24VDC输入/16×24VDC输出

S7200SMART模拟量扩展模块  

6ES7 288-3AE04-0AA0 EM AI04 模拟量输入模块，4输入

6ES7 288-3AQ02-0AA0 EM AQ02 模拟量输出模块，2输出

6ES7 288-3AM06-0AA0 EM AM06 模拟量输入/输出模块，4输入/2输出

6ES7 288-3AR02-0AA0 EM AR02 热电阻输入模块，2通道

S7200SMART信号板  

6ES7 288-5CM01-0AA0 SB CM01 通信信号板，R485/R232

6ES7 288-5DT04-0AA0 SB DT04 数字量扩展信号板，2×24VDC输入/2×24VDC输出

6ES7 288-5AQ01-0AA0 SB AQ01 模拟量扩展信号板，1×12位模块量输出

西门子SITOP 6EP电源6EP1334-2AA01

西门子SITOP 6EP电源6EP1334-3BA00

西门子SITOP 6EP电源6EP1336-3BA00

西门子SITOP 6EP电源6EP1332-1SH42

西门子SITOP 6EP电源6EP1331-1SH02

西门子SITOP 6EP电源6EP1333-2BA01

西门子SITOP 6EP电源6EP1332-2BA10