S200 PN 通信报文说明

S200 PN 通信报文说明

一、概述

SINAMICS S200 PN伺服驱动器与上位控制器（PLC）通过PROFINET通信连接，以“报文”的形式实现数据的循环交换。本文将深入探讨SINAMICS S200 PN伺服驱动器的报文选择，从S200 PN伺服驱动器支持使用的报文、应用场合以及组态配置过程，高效快捷地掌握S200 PN的报文选择和使用。

图1 PLC与伺服驱动器的循环数据交换

二、报文说明

2.1 支持使用的报文

SINAMICS S200 PN伺服驱动器目前支持的标准报文以及西门子报文如下表所示：

表2-1：SINAMICS S200 PN伺服驱动器支持的报文一览

1）以驱动器的角度看，接收到的过程数据是接收字，待发送的过程数据是发送字，其中一个PZD占用两个字节长度。

2）西门子报文700、西门子报文750、扩展附加报文为辅助报文，设置该报文前，必须首先选择一个主报文。

2.2 S200 速度控制模式的报文

SINAMICS S200 PN伺服驱动器与上位控制器（PLC）构成的运动控制系统中，当斜坡函数发生器和位置控制器位于PLC内部或使用了SIMATIC工艺对象（TO）时，S200处于速度模式下，可以使用报文1、2、3、5、102、105。需要注意的是：当S200处于速度控制模式，也可以借助工艺对象（TO）等方式实现整个运动系统的位置控制。

2.3 S200 位置控制模式的报文

SINAMICS S200 PN伺服驱动器与上位控制器（PLC）构成的运动控制系统中，当斜坡函数发生器和位置控制器位于伺服驱动器内部，且伺服驱动器执行定位应用，此时S200处于位置模式下，可以使用报文7、9、111、112、113，其中111、112报文应用最为广泛。

2.4 辅助报文

1、西门子报文750作为辅助报文，可以实现附加扭矩给定和扭矩限幅的功能。在组态添加西门子报文750之前，必须首先选择一个主报文，辅助报文 PZD 的编号跟在主报文 PZD 编号之后。

• 附加扭矩给定：102/105报文+750辅助报文，将102 / 105报文的控制字STW1的bit14置位为1，开启闭环扭矩控制；

• 扭矩限幅：任意主报文+750辅助报文，可以实现全局扭矩限幅；

表2-4 辅助报文750的报文结构

2、西门子报文700作为辅助报文，可以用于将S200驱动的STO信号状态传输至PLC，实时监控STO是否触发。

3、扩展附加报文，用户可自定义User PZD使之关联DI/DO状态、负载、电流、母线电压、温度、限位等信号用于PLC和驱动器之间传输。

三、组态配置报文

3.1 报文选择

对于实际应用中，SINAMICS S200 PN伺服驱动器报文的选择，基于以下几方面综合考虑：

1. 确定控制需求：首先明确系统的运动控制要求，包括速度、位置、扭矩等控制模式，不同的控制需求选用合适的控制报文。例如，报文1和报文2报文内容中没有位置控制、状态报文字，无法满足闭环位置控制需求；
2. 上位控制器（PLC）的类型： 报文5和报文105为等时实时通讯IRT报文，需要搭配支持IRT通讯的上位控制器PLC，如S7-1500/1500T、S7-1200 G2  PLC连接时才可以选择报文5和报文105。
3. 通信方式选择：PROFINET 提供了 PROFINET RT（实时）和 PROFINET IRT（等时实时）两种实时通信方式，其中IRT通信相比RT通信更适合于传输更高精确时间要求的数据。使用IRT通信时，必须采用带有动态伺服控制（DSC）功能的报文5或报文105。
4. 工艺功能：对于同步、凸轮等高级工艺对象，通常选用数据传输实时性好的IRT通信方式的报文105。

综上，对于常见应用场景下的报文选用情况进行总结，详见下表所示 ：

3.2 报文组态步骤

使用Startdrive组态SINAMICS S200 PN伺服驱动器

1、通过“引导式快速设置”， 在“分配运动控制”处选择 “PLC” ；

此时，默认报文为西门子报文105，以下报文为可选报文：

2、通过“引导式快速设置”，在 “分配运动控制”处选择 “驱动”，且在“应用”配置为“转速控制”；

此时，默认报文为标准报文1，以下报文为可选报文：

3、通过“引导式快速设置”， “分配运动控制”的配置中选择 “驱动”，且在“应用”配置为“定位”；

此时，默认报文为西门子报文112，以下报文为可选报文：

通过GSD文件组态

在TIA Portal软件的“网络视图”中通过GSD文件组态了S200 PN后，在“设备视图”的“设备概览”中，从右侧的Submodules中拖拽添加所需报文即可。如下图所示：

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