西門子6AV6643-0CD01-1AX1

6AV6643-0CD01-1AX1 SIMATIC MP 277 10" TOUCH MULTI面板，帶記憶內(nèi)存 10，4" TFT顯示屏 6 MB用戶內(nèi)存 組態(tài)： WINCC FLEXIBLE 2005 標準 SP1

SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設(shè)備有限公司

：鄭鑫 ：

：www.zhenxindianqi。。ｃｎ

工作 （同步）

1. 概述
         通常情況下，要實現(xiàn)HMI設(shè)備與V20變頻器的通訊，需要一個支持USS通訊或MODBUS通訊的PLC，比如S7-200系列PLC。其通訊電纜連接如圖1所示。PLC的一個通訊端口與觸摸屏連接，可以采用PPI協(xié)議通訊。PLC的另一個通訊端口與V20的RS485通訊端口連接，采用MODBUS協(xié)議通訊，PLC上編寫MODBUS主站程序，V20為從站。

圖1 觸摸屏通過PLC與V20變頻器通訊

         如果只需要對V2O變頻器做簡單的運行控制和變量監(jiān)視，那么上述配置中PLC的作用僅為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。這種情況下，觸摸屏直接和V20變頻器通訊，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控功能，而且可以少用一個PLC，節(jié)省成本。采用西門子的SMART LINE系列觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)與V20變頻器直接通訊的功能。通訊電纜連接如圖2所示。SMART LINE觸摸屏作為MODBUS主站，V20為從站。

圖2 觸摸屏直接與V20變頻器通訊

2. 硬件設(shè)備及其安裝
        下面用一個實例來介紹Smart Line觸摸屏與一臺V20變頻器通過MODBUS通訊的實現(xiàn)方法。該例子中用到的主要硬件設(shè)備如表1所示，觸摸屏組態(tài)軟件為WinCC Flexible 2008 SP4 China。

表1 示例主要硬件設(shè)備

         硬件安裝步驟如下：
1）將變頻器、電機、觸摸屏固定在安裝工位上。
2）連接變頻器到電機的動力電纜和接地電纜。
3）連接供電電源到變頻器的動力電纜和接地電纜。
4）連接變頻器和觸摸屏的RS485通訊電纜。觸摸屏RS485的9針接口與 V20端子對應(yīng)關(guān)系：3對應(yīng)P+，8對應(yīng)N-。
5）連接24V直流電源的交流進線電纜和到觸摸屏的直流供電電纜。

3. V20變頻器參數(shù)設(shè)置
        V20變頻器要采用MODBUS通訊，可以做如下設(shè)置：
1）變頻器恢復出廠參數(shù)：
P0010=30
P0970=21
2）變頻器快速調(diào)試，選擇Cn011-MODBUS通訊連接宏：
a)設(shè)置電網(wǎng)頻率和功率單位
b)輸入電機銘牌參數(shù)
c)選擇連接宏Cn011-MODBUS通訊
d)選擇應(yīng)用宏AP000
Cn011連接宏對應(yīng)參數(shù)如表2所示。

表2 Cn011對應(yīng)參數(shù)設(shè)置

3）修改MODBUS通訊參數(shù)，其它參數(shù)為Cn011連接宏默認參數(shù)：
P2014[0]=0 不監(jiān)控報文間隔時間，否則可能會報F72故障
P2021[0]=3 MODBUS設(shè)備地址為3（與觸摸屏組態(tài)軟件中設(shè)置的從站地址*）

4. 觸摸屏組態(tài)
        在WinCC Flexible 2008 SP4 China軟件中組態(tài)Smart 1000 IE觸摸屏。詳細步驟如下：
1）創(chuàng)建項目。
        創(chuàng)建一個空項目，如圖3所示。

圖3 創(chuàng)建空項目

        選擇觸摸屏設(shè)備為Smart 1000 IE，如圖4所示。

圖4 選擇Smart 1000 IE觸摸屏

2）設(shè)置連接。
        在連接畫面中新建一個連接，相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下：
通訊驅(qū)動程序：Modicon MODBUS
類型：RS485
波特率：9600
奇偶校驗：偶
數(shù)據(jù)位：8
停止位：1
組幀：RTU Standard
CPU類型：984
從站地址：3
        連接設(shè)置如圖5所示。

圖5 連接設(shè)置

3）添加變量。
        添加與變頻器監(jiān)控相關(guān)的10個變量，如表3所示。

表3 變量列表

        變量地址參照V20變頻器操作手冊，添加完成后的變量畫面如圖6所示。

圖6 添加變量

         速度設(shè)定值變量SetPoint是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)來表示-50Hz到+50Hz的轉(zhuǎn)速，此處采用變量的線性轉(zhuǎn)換屬性，將-16384對應(yīng)-1500，+16384對應(yīng)+1500，如圖7所示。再采用變量的限制值屬性，將變量的輸入值限制在-1600和+1600之間，如果超出該限制值的范圍，則輸入不起作用。如圖8所示。

圖7 速度設(shè)定值變量線性轉(zhuǎn)換

圖8 速度設(shè)定值變量限制值

        速度反饋值變量Feedback也是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)來表示-50Hz到+50Hz的轉(zhuǎn)速，此處也采用變量的線性轉(zhuǎn)換屬性，將-16384對應(yīng)-1500，+16384對應(yīng)+1500，如圖9所示。注意，圖9和圖7所示的線性轉(zhuǎn)換是*的。

圖9 速度反饋值變量線性轉(zhuǎn)換

4）添加畫面。
        項目生成時已經(jīng)有一個模板和一個畫面，此例僅用到一個畫面。修改畫面的名字為V20_Monitor，如圖10所示。

圖10 編輯之前的畫面V20_Monitor

5）編輯模板。
        模板中的對象在選擇使用模板的畫面中會顯示出來，此處把西門子的LOGO和退出Runtime的按鈕放置在模板中，如圖11所示。

圖11 編輯模板

         然后在按鈕的事件屬性中添加函數(shù)。在按鈕STOP RT事件屬性的單擊事件下添加StopRuntime函數(shù)，如圖12所示。

圖12 退出運行畫面按鈕事件設(shè)置

6）編輯畫面。
        在V20_Monitor畫面中放置IO域、文本域、按鈕、棒圖、圓形等對象。在文本域中輸入相應(yīng)的文本，設(shè)置字號、顏色等，將相關(guān)對象分類排列整齊，完成后的V20_Monitor畫面如圖13所示。

圖13編輯完成的畫面V20_Monitor

        給10個IO域分別連接10個變量。

        其中控制字1和狀態(tài)字1采用16進制顯示，控制字1類型模式為輸入/輸出，狀態(tài)字1類型模式為輸出，如圖14所示。

圖14 控制字1對應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置

         轉(zhuǎn)速設(shè)定、實際轉(zhuǎn)速、輸出電壓、直流電壓采用帶符號整數(shù)顯示，轉(zhuǎn)速設(shè)定類型模式為輸入/輸出，其它三個變量類型模式為輸出，如圖15所示。

圖15 實際轉(zhuǎn)速對應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置

         輸出頻率、輸出電流、輸出轉(zhuǎn)矩、輸出功率采用帶符號整數(shù)顯示，并移動小數(shù)點2位，類型模式為輸出，如圖16所示。此處移動小數(shù)點2位的作用是將通訊接收到的值除以100并顯示在觸摸屏上，這樣做的理由是V20變頻器在發(fā)送這些值時將實際值乘了100。

圖16 輸出電流對應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置

         除了用IO域來顯示實際轉(zhuǎn)速的數(shù)值外，還采用棒圖這種圖形化的形式來顯示實際轉(zhuǎn)速，編輯完成的棒圖外觀如圖17所示。

圖17 編輯完成的棒圖外觀

         設(shè)置棒圖的常規(guī)屬性，其中連接變量為Feedback，zui大值設(shè)為2000，zui小值設(shè)為-2000，如圖18所示。

圖18 棒圖常規(guī)屬性設(shè)置

         設(shè)置棒圖的外觀，如圖19所示。

圖19 棒圖外觀屬性設(shè)置

         設(shè)置棒圖刻度，如圖20所示。

圖20 棒圖刻度屬性設(shè)置

          運行指示燈用來指示變頻器是否處于運行狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第2位，運行時顯示綠色，非運行時顯示白色。其外觀動畫設(shè)置如圖21所示。

圖21 運行指示及其外觀動畫設(shè)置

         反轉(zhuǎn)指示燈用來指示變頻器是否處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第14位，反轉(zhuǎn)時顯示綠色，非反轉(zhuǎn)時顯示白色。其外觀動畫設(shè)置如圖22所示。

圖22 反轉(zhuǎn)指示及其外觀動畫設(shè)置

         故障指示燈用來指示變頻器是否處于故障狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第3位，故障時顯示紅色，非故障時顯示綠色。其外觀動畫設(shè)置如圖23所示。

圖23 故障指示及其外觀動畫設(shè)置

         接著設(shè)置4個按鈕的功能，此處在按鈕的單擊事件下添加不同的函數(shù)來實現(xiàn)不同的功能。
啟動按鈕：添加SetValue函數(shù)，變量為CtrlWord1，值為1150（16進制047E）。再添加SetBitInTag函數(shù)，變量仍為CtrlWord1，位為0，如圖24所示。每次按下啟動按鈕，觸摸屏將先發(fā)送047E，再發(fā)送047F給V20變頻器，實現(xiàn)啟動功能。

圖24 啟動按鈕事件設(shè)置

          停止按鈕：添加ResetBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為0，如圖25所示。每次按下停止按鈕，控制字1的第0位將被復位為0，觸摸屏將發(fā)送047E給V20變頻器，實現(xiàn)OFF1停車功能。

圖25 停止按鈕事件設(shè)置

        反向按鈕：添加InvertBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為11，如圖26所示。每次按下反向按鈕，控制字1的第11位將做非運算，觸摸屏將相應(yīng)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指令發(fā)送給V20變頻器，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向反向功能。

圖26 反向按鈕事件設(shè)置

         故障確認按鈕：添加SetBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為7。再添加ResetBitInTag函數(shù)，變量仍為CtrlWord1，位為7，如圖27所示。每次按下故障確認按鈕，觸摸屏將先發(fā)送1狀態(tài)的故障確認位，再發(fā)送0狀態(tài)的故障確認位給V20變頻器，給故障確認位一個上升沿，實現(xiàn)故障確認功能。

圖27 故障確認按鈕事件設(shè)置

5. 系統(tǒng)運行效果
        完成上述步驟之后，下載組態(tài)程序至觸摸屏中。實際運行效果證明：SMART LINE觸摸屏與V20變頻器通訊正常，觸摸屏可以通過四個按鈕控制變頻器運行、停止、反向以及故障確認；變頻器相關(guān)變量和狀態(tài)可以在觸摸屏上正確顯示。變頻器運行時觸摸屏顯示畫面如圖28所示。

西門子6AV6643-0CD01-1AX1
圖28 變頻器運行時觸摸屏顯示畫面

設(shè)置電腦的 IP 地址
在操作系統(tǒng)中點擊 "開始 > 設(shè)置 > 網(wǎng)絡(luò)連接" ，然后雙擊網(wǎng)絡(luò)連接。選擇菜單欄的 “屬性”，雙擊 “因特網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)” 選項。現(xiàn)在給網(wǎng)絡(luò)連接分配一個 IP 地址，并確保該 IP 地址與 LOGO! 和 HMI 觸摸屏在同一個子網(wǎng)內(nèi)。下表列出了實現(xiàn)步驟。

LOGO! Soft Comfort 軟件的組態(tài)過程
 

表 01 
 

Wincc（TIA Protal）的設(shè)置步驟。
 

表 02 

6RA70   (三相橋B6C)     
6RA7018-6DS22-0 3AC 400V    485V 30A    325V  5A
6RA7025-6DS22-0   60A  10A
6RA7028-6DS22-0   90A  10A
6RA7031-6DS22-0   125A  10A
6RA7075-6DS22-0   210A  15A
6RA7078-6DS22-0   280A  15A
6RA7081-6DS22-0   400A  25A
6RA7085-6DS22-0   600A  25A
6RA7087-6DS22-0   850A  30A
6RA7025-6GS22-0 3AC 575V 690V 60A 325V 5A
6RA7031-6GS22-0   125A  10A
6RA7075-6GS22-0   210A  15A
6RA7081-6GS22-0   400A  25A
6RA7085-6GS22-0   600A  25A
6RA7087-6GS22-0   800A  30A
6RA7086-6KS22-0 3AC 690V 900V 720A  30A
6RA70(三相反并橋)  (B6) A (B6) C    
6RA7013-6DV62-0 3AC 400V 420V 15A 325V 3A
6RA7018-6DV62-0   30A  5A
6RA7025-6DV62-0   60A  10A
6RA7028-6DV62-0   90A   10A
6RA7031-6DV62-0   125A  10A
6RA7075-6DV62-0   210A  15A
6RA7078-6DV62-0   280A  15A
6RA7081-6DV62-0   400A  25A
6RA7085-6DV62-0   600A  25A
6RA7087-6DV62-0   850A  30A
6RA7025-6GV62-0 3AC 575V 600V 60A 325V 5A
6RA7031-6GV62-0   125A  10A
6RA7075-6GV62-0   210A  15A
6RA7081-6GV62-0   400A  25A
6RA7085-6GV62-0   600A  25A
6RA7087-6GV62-0   850A  30A
6RA7086-6KV62-0 3AC 690V 725V 760A 325V 30A

接口模板    
6ES7151-1AA04-0AB0    標準型接口模塊 IM151-1
6ES7151-1AB02-0AB0    ET 200S IM 151 光纖接口模板
6ES7151-1BA02-0AB0    高性能型接口模塊 IM151-1 
6ES7151-1CA00-0AB0    基本型接口模塊 IM151-1
6ES7151-7AB00-0AB0    ET 200S IM 151 帶CPU 光纖接口模板
6ES7153-1AA03-0XB0    DP分站接口模塊IM153-1    6.6進
6ES7138-4HA00-0AB0    DP-主站模塊（for CPU only)   
光纖附件    
6GK1 901-0FB00-0AA0    單工連接器（100個）
6ES7 195-1BE00-0XA0    插頭適配器（50個）
電源模塊    
6ES7 138-4CA01-0AA0    PM-E DC 24V 用于電子模板
6ES7 138-4CB11-0AB0    PM-E  DC 24V 至 AC 120/230V 用于電子模板
6ES7 138-4CF02-0AB0    總線安全型電源管理模塊PM-E；24V 直流
電子模塊    
開關(guān)量輸入模塊    
6ES7 131-4BB01-0AA0    2路開關(guān)量輸入  24VDC 標準        （5塊）                            
6ES7 131-4BB01-0AB0    2路開關(guān)量輸入  24VDC 高性能      （5塊）                            
6ES7 131-4BD01-0AA0    4路開關(guān)量輸入  24VDC 標準        （5塊）                      
6ES7 131-4BD01-0AB0    4路開關(guān)量輸入  24VDC 高性能      （5塊）                        
6ES7 131-4BD51-0AA0    4路開關(guān)量源輸入  24VDC 標準      （5塊）                      
6ES7 131-4CD00-0AB0    4路開關(guān)量輸入 UC 24V...48V 帶 LED SF (組故障)每包裝5個
6ES7 131-4EB00-0AB0    2路開關(guān)量輸入  120VAC            （5塊）                            
6ES7 131-4FB00-0AB0    2路開關(guān)量輸入  230VAC            （5塊）                            
6ES7 131-4RD00-0AB0    4路開關(guān)量輸入 DC 24V NAMUR 15 MM 寬，帶LED SF ，每包裝5個
開關(guān)量輸出模板    
6ES7 132-4BB01-0AA0    2路開關(guān)量輸出 24VDC 0,5A   標準   （5塊）                   
6ES7 132-4BB01-0AB0    2路開關(guān)量輸出 24VDC 0,5A   高性能 （5塊）
6ES7 132-4BD01-0AA0    4路開關(guān)量輸出 24VDC 0,5A   標準   （5塊）                   
6ES7 132-4BB31-0AA0    2路開關(guān)量輸出 標準型 直流24V/2A，每包裝5個
6ES7 132-4BB31-0AB0    2路高性能型開關(guān)量輸出 直流24V/2A，每包裝5個
6ES7 132-4BD32-0AA0    4路開關(guān)量輸出 24VDC 2A     標準   （5塊）                   
6ES7 132-4FB01-0AB0    2路開關(guān)量輸出 交流120/230V，每包裝5個
6ES7 132-4HB01-0AB0     2路繼電器輸出 24VDC/230VAC 5A     （5塊）                   
6ES7 132-4HB10-0AB0    2路繼電器輸出 繼電器直流24V-48V/5A，交流24V-230V/5A（5塊）  
模擬量輸入模板    
6ES7 134-4FB01-0AB0    2路模擬量輸入 電壓信號     標準
6ES7 134-4FB51-0AB0    2路高速型模擬量輸入 電壓 +/-10V；模塊周期時間： 1MS
6ES7 134-4LB02-0AB0    2路模擬量輸入  電壓信號  高性能 (16位)
6ES7 134-4GB01-0AB0    2路模擬量輸入 電流信號     標準  2線制
6ES7 134-4GB51-0AB0    2路高速型模擬量輸入  I-2線 4 - 20MA；模塊周期時間： 1MS，
6ES7 134-4GB11-0AB0    2路模擬量輸入  電流信號    標準  4線制
6ES7 134-4GB61-0AB0    2路高速型模擬量輸入 I-4線 4 - 20MA；模塊周期時間： 1MS
6ES7 134-4MB02-0AB0    2路模擬量輸入  電流信號 高性能 (16位)  2線制
6ES7 134-4JB50-0AB0    2路模擬量輸入 RTD熱電阻信號
6ES7 134-4JB00-0AB0    2路模擬量輸入 熱電偶信號
6ES7 134-4NB01-0AB0    2路高性能型模擬量輸入 熱電偶信號，帶內(nèi)部溫度補償 
6ES7 134-4NB51-0AB0    2路高性能型模擬量輸入 RTD熱電阻信號， 帶線電阻的內(nèi)部補償
模擬量輸出模板    
6ES7 135-4FB01-0AB0    2路模擬量輸出 電壓信號   標準
6ES7 135-4GB01-0AB0    2路模擬量輸出 電流信號   標準
6ES7 135-4LB02-0AB0    2路模擬量輸出  電壓信號  高性能 (16位)
6ES7 135-4MB02-0AB0    2路模擬量輸出  電留信號  高性能 (16位)
功能模板    
6ES7 138-4DA04-0AB0    1個計數(shù)器24V/100KHZ 
6ES7 138-4DB03-0AB0    SSI  位置檢測模板
6ES7 138-4DD00-0AB0    2 Pulse (pulse width modulation, timer)                             
6ES7 138-4DC00-0AB0    STEP1 步進電機模板
6ES7 138-4DF01-0AB0    1 SI 通訊模板(RS232  RS422  RS485  串行接口)                        
6ES7 138-4DF11-0AB0    1個 SI 串行接口，單通道，RS232/422，485 MODBUS/USS
6ES7 138-4DL00-0AB0    1 POS-U 定位模板 帶數(shù)字量輸出 用于 5V/24V 增量編碼器 
6ES7 138-4GA00-0AB0    4 個IQ-SENSE 直流24VC，每包裝5個
端子模塊    
6ES7 193-4CC20-0AA0    TM-P15S23-A1 f. PM//2x3 電源模塊螺釘型端子
6ES7 193-4CC30-0AA0    TM-P15C23-A1 f. PM/2x3 電源模塊彈簧型端子
6ES7 193-4CD20-0AA0    TM-P15S23-A0 f. PM/2x3 電源模塊螺釘型端子
6ES7 193-4CD30-0AA0    TM-P15C23-A0 f. PM/2x3 電源模塊彈簧型端子
6ES7 193-4CE00-0AA0    TM-P15S22-01 f. PM/2x2 電源模塊 螺釘型端子
6ES7 193-4CE10-0AA0    TM-P15C22-01 f. PM/2x2 電源模塊彈簧型端子
6ES7 193-4CA20-0AA0     TM-E15S24-A1 f. EM/2x4 電子模塊螺釘型端子  （5塊）
6ES7 193-4CA30-0AA0    TM-E15C24-A1 f. EM/2x4 電子模塊彈簧型端子  （5塊）
6ES7 193-4CB20-0AA0    TM-E15S24-01 f. EM/2x4 電子模塊螺釘型端子  （5塊）   
6ES7 193-4CB30-0AA0    TM-E15C24-01 f. EM/2x4 電子模塊彈簧型端子  （5塊） 
6ES7 193-4CB00-0AA0    TM-E15S23-01 f. EM/2x3 電子模塊螺釘型端子  （5塊）   
6ES7 193-4CB10-0AA0    TM-E15C23-01 f. EM/2x3 電子模塊彈簧型端子  （5塊）
6ES7 193-4CA40-0AA0    TM-E15S26-A1 für EM/2x6 電子模塊螺釘型端子 （5塊）      
6ES7 193-4CA50-0AA0    TM-E15C26-A1 für EM/2x6 電子模塊彈簧型端子 （5塊） 
6ES7 193-4JA00-0AA0    SIMATIC DP，ET 200S備件終端模塊 
附件    
6ES7 193-4GA00-0AA0    終端模塊TM-P和TM-E，電源導軌 3 x 10 MM,每包5個
6ES7 193-4GB00-0AA0    終端元件，用于絞線屏蔽與電源導軌的連接，每包5個
ET200M:    
6ES7 153-1AA03-0XB0    IM153-1接口模塊
6ES7 153-2BA01-0XB0    IM153-2接口模塊高性能型(zui多連接8個模塊)
6ES7 153-2BA02-0XB0    IM153-3接口模塊高性能型(zui多連接12個模塊)
6ES7 153-2AR02-0XA0    IM153冗余套件高性能型2個153－2和1個IM/IM總線模板
6ES7 153-2BB00-0XB0    IM153-2光纖接口模塊
6ES7 195-1GF30-0XA0    有源總線模塊的DIN導軌
6ES7 195-7HA00-0XA0    有源總線模塊BM PS/IM
6ES7 195-7HB00-0XA0    有源總線模塊BM 2 X 40
6ES7 195-7HC00-0XA0    有源總線模塊BM 1 X 80
6ES7 195-7HD10-0XA0    有源IM/IM冗余總線模板高性能型
6ES7 193-0CD40-7XA0    TB8的屏蔽連接端子
6ES7 390-5AB00-0AA0    端子元件 2 x 2-6mm
6ES7 390-5BA00-0AA0    端子元件 1 x 3-8mm
6ES7 390-5CA00-0AA0    端子元件 1 x 6-13,5mm