西門子變頻器的應用第4講 西門子SINAMICS S120變頻器與HMI直接通訊

浙江工商職業技術學院 李方園

西門子變頻器的應用第4講 西門子SINAMICS S120變頻器與HMI直接通訊

浙江工商職業技術學院 李方園

1　S120與HMI直接通訊的工作原理

人與產品的界面，稱為“人機界面”（HMI）。人機界面介于用戶和產品系統之間，是人與產品之間傳遞、交換信息的媒介。在工業應用中，HMI包括觸摸屏和組態軟件。在一般情況下，人機界面都是與PLC相連，但是沒有PLC，HMI也可以與變頻器相連。

HMI可以與SINAMICS S120直接連接，以修改目標位置、運行速度、加/減速度等參數，也可用于模擬開關量信號控制起停等操作，而無需PLC等其他控制器。

需要準備以下硬件：

? 一臺插有CP5511或CP5512的計算機（裝有SIMATIC S7V5.3.3.1 以上、SCOUT V4.0、ProTool/Protool CS V6.0+SP2或者WinCC flexible)。

? 一臺SINAMICS S120（如包含：控制模塊CU310_DP，功率模塊PM340、一臺帶DRIVE-CLIQ及增量編碼器的電機、用于TP170B的直流24V電源）、一個HMI （如TP170B）。

如圖1所示，通過PROFIBUS電纜連于TP170B的1FB1（DP）口，S120的DP口及PC的CP5512 （在這種配置中HMI為二類主站）。

圖1 HMI與S120的連接

SINAMICS S120 DP 地址設定有兩種方式：

（1）如圖2所示，當使用DP地址開關設置時，按照二進制編碼組合方式來設定：地址開關撥到上步為ON，向下為OFF，開關的排序從左至右為0、1、2……，則對應的DP地址相應為20、21、22……例如：開關0和1，2都置ON，則對應DP地址為20+21+22= 1+2+4 = 7。

（2）當DP地址開關全部置于ON或OFF 時，其地址由參數P918的值決定。

設定好后的地址即為以后在硬件網絡配置中使用的地址，不論使用那種方式設定DP地址，每次修改后需斷電再上電新的地址才有效。

圖2 地址設置

2　WinCC Flexible 連接設置及變量建立

2.1選擇設備

如圖3所示，選擇實際的設備類型，這個例子中選擇TP170B。

圖3 選擇設備

2.2連接設置

如圖4所示，在“通訊”-〉“連接”里進行HMI設備和S120的連接：

? 建立連接的名稱并激活（可以任意命名），如這里的“Connection_1”；

? 選擇“通訊驅動程序”，這里選擇SIMATIC S7 300/400；

? 設置通訊接口的波特率，站地址等。這里的Station地址指S120的硬件上撥碼開關的設置地址。

圖4 連接設置

2.3連接變量建立

如圖5所示建立連接變量。

圖5 連接變量建立

在“通訊”-〉“變量”里建立HMI和S120關聯的變量，地址設定時：

? HMI直接和S120連接時，范圍選“DB”。“DB”填寫對應的S120中關聯的變量。這里DB2587對應S120中的p2587，Jog功能中位置設定值，如圖6所示。

圖6 DB與S120的參數對應

? “DBD”對應這個參數的總索引號。

如圖7所示，索引號定義如下：

位15 – 10：裝置號（見SCOUT或STARTER 中S120的配置）；

位9 – 0：參數索引號。

圖7 DBW計算

3　HMI畫面設置及變量關聯

將HMI上組態的畫面和剛才建立的變量進行關聯，如圖8所示，就可以實現通過HMI設備控制S120驅動電機的應用，進行給定或讀取參數。

圖8 HMI畫面設置及變量關聯

變量jog_1_set_position關聯到S120中Drive_1的p2587（EPOS jog1 traversing distance）。雙擊輸入/ 輸出框，在“常規->過程變量”項中關聯變量jog_1_set_position，從而可以通過HMI給定S120中jog的位置設定。

4　結語

西門子S120變頻器可以不用SIMATIC S7，而直接通過WinCC Flexible進行簡單控制和狀態顯示。在HMI屏的功能界面完成驅動的設置定義，參數通過HMI設定值的輸入/輸出變量傳給變頻器，寫控制字或讀取狀態字來控制變頻器或顯示變頻器狀態。相對于HMI，S120變頻器充當了SIMATIC S7控制器的角色。

[1] 李方園. 圖解變頻器維修[M]. 北京：機械工業出版社, 2014.

[2] 李方園. 零起點學西門子變頻器應用[M]. 北京：機械工業出版社, 2012.

Siemens's SINAMICS S120 Inverter Direct Communication with HMI

在工業應用中，HMI包括觸摸屏和組態軟件。在一般情況下，人機界面都是與PLC相連，但是沒有PLC，HMI也可以與變頻器相連。本文主要闡述了西門子SINAMICS S120變頻器與HMI直接通訊。

變頻器；HMI；通訊控制

In industrial applications, the HMI includes the touch screen and the configuration software. Under normal circumstances, the human-machine interface is connected to the PLC. But without PLC, the HMI can also be connected to the inverter. This article describes Siemens's SINAMICS S120 Inverter and the direct communication with HMI.

AC inverter; HMI; Communication control

李方園（1973-），男，浙江舟山人，高級工程師，畢業于浙江工業大學信息學院工程碩士專業，長期從事于變頻器等現代工控產品的應用與研究工作，現就職于浙江工商職業技術學院。