西门子变频器的应用第4讲 西门子SINAMICS S120变频器与HMI直接通讯

浙江工商职业技术学院 李方园

西门子变频器的应用第4讲 西门子SINAMICS S120变频器与HMI直接通讯

浙江工商职业技术学院 李方园

1　S120与HMI直接通讯的工作原理

人与产品的界面，称为“人机界面”（HMI）。人机界面介于用户和产品系统之间，是人与产品之间传递、交换信息的媒介。在工业应用中，HMI包括触摸屏和组态软件。在一般情况下，人机界面都是与PLC相连，但是没有PLC，HMI也可以与变频器相连。

HMI可以与SINAMICS S120直接连接，以修改目标位置、运行速度、加/减速度等参数，也可用于模拟开关量信号控制起停等操作，而无需PLC等其他控制器。

需要准备以下硬件：

• 一台插有CP5511或CP5512的计算机（装有SIMATIC S7V5.3.3.1 以上、SCOUT V4.0、ProTool/Protool CS V6.0+SP2或者WinCC flexible)。

• 一台SINAMICS S120（如包含：控制模块CU310_DP，功率模块PM340、一台带DRIVE-CLIQ及增量编码器的电机、用于TP170B的直流24V电源）、一个HMI （如TP170B）。

如图1所示，通过PROFIBUS电缆连于TP170B的1FB1（DP）口，S120的DP口及PC的CP5512 （在这种配置中HMI为二类主站）。

图1 HMI与S120的连接

SINAMICS S120 DP 地址设定有两种方式：

（1）如图2所示，当使用DP地址开关设置时，按照二进制编码组合方式来设定：地址开关拨到上步为ON，向下为OFF，开关的排序从左至右为0、1、2……，则对应的DP地址相应为20、21、22……例如：开关0和1，2都置ON，则对应DP地址为20+21+22= 1+2+4 = 7。

（2）当DP地址开关全部置于ON或OFF 时，其地址由参数P918的值决定。

设定好后的地址即为以后在硬件网络配置中使用的地址，不论使用那种方式设定DP地址，每次修改后需断电再上电新的地址才有效。

图2 地址设置

2　WinCC Flexible 连接设置及变量建立

2.1选择设备

如图3所示，选择实际的设备类型，这个例子中选择TP170B。

图3 选择设备

2.2连接设置

如图4所示，在“通讯”-〉“连接”里进行HMI设备和S120的连接：

• 建立连接的名称并激活（可以任意命名），如这里的“Connection_1”；

• 选择“通讯驱动程序”，这里选择SIMATIC S7 300/400；

• 设置通讯接口的波特率，站地址等。这里的Station地址指S120的硬件上拨码开关的设置地址。

图4 连接设置

2.3连接变量建立

如图5所示建立连接变量。

图5 连接变量建立

在“通讯”-〉“变量”里建立HMI和S120关联的变量，地址设定时：

• HMI直接和S120连接时，范围选“DB”。“DB”填写对应的S120中关联的变量。这里DB2587对应S120中的p2587，Jog功能中位置设定值，如图6所示。

图6 DB与S120的参数对应

• “DBD”对应这个参数的总索引号。

如图7所示，索引号定义如下：

位15 – 10：装置号（见SCOUT或STARTER 中S120的配置）；

位9 – 0：参数索引号。

图7 DBW计算

3　HMI画面设置及变量关联

将HMI上组态的画面和刚才建立的变量进行关联，如图8所示，就可以实现通过HMI设备控制S120驱动电机的应用，进行给定或读取参数。

图8 HMI画面设置及变量关联

变量jog_1_set_position关联到S120中Drive_1的p2587（EPOS jog1 traversing distance）。双击输入/ 输出框，在“常规->过程变量”项中关联变量jog_1_set_position，从而可以通过HMI给定S120中jog的位置设定。

4　结语

西门子S120变频器可以不用SIMATIC S7，而直接通过WinCC Flexible进行简单控制和状态显示。在HMI屏的功能界面完成驱动的设置定义，参数通过HMI设定值的输入/输出变量传给变频器，写控制字或读取状态字来控制变频器或显示变频器状态。相对于HMI，S120变频器充当了SIMATIC S7控制器的角色。

[1] 李方园. 图解变频器维修[M]. 北京：机械工业出版社, 2014.

[2] 李方园. 零起点学西门子变频器应用[M]. 北京：机械工业出版社, 2012.

Siemens's SINAMICS S120 Inverter Direct Communication with HMI

在工业应用中，HMI包括触摸屏和组态软件。在一般情况下，人机界面都是与PLC相连，但是没有PLC，HMI也可以与变频器相连。本文主要阐述了西门子SINAMICS S120变频器与HMI直接通讯。

变频器；HMI；通讯控制

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

李方园（1973-），男，浙江舟山人，高级工程师，毕业于浙江工业大学信息学院工程硕士专业，长期从事于变频器等现代工控产品的应用与研究工作，现就职于浙江工商职业技术学院。