Applikationsbeispiel: Anybus Communicator

Verbinden des Fuji FRN G11S Inverters über Profibus mit einer SIMATIC S7 SPS

Aufgabenstellung
Fuji-InverterDer Inverter FRN G11S der Firma Fuji hat keine integrierte Profibus-Schnittstelle. In vielen Projekten ist es dennoch erforderlich, Motoren vom Profibus-Netzwerk aus zu steuern.

Lösung
Die Ankopplung des Inverters an den Profibus erfolgt über eine serielle RS-485-Schnittstelle und einen externen Protokollkonverter. Als Protokollkonverter kommt der Anybus Communicator von HMS zum Einsatz. Die Kombination aus Communicator und Inverter macht den Frequenzumrichter G11S zu einem Profibus-Slave-Teilnehmer, der an jeden gängigen Profibus-Master (z.B. SIMATIC S7) angekoppelt werden kann.

Schematische Darstellung

Funktionsprinzip
Der Anybus Communicator wird mit Hilfe des ABC-Config-Tools so konfiguriert, dass er über das Protokoll Modbus-RTU kommunizieren kann und dabei als Master im Netzwerk existent ist.

Modbus-RTU ist ein, von der Modbus-Nutzerorganisation standardisiertes, serielles Protokoll. Spezifikationen und Dokumente zum Aufbau eines Modbus- RTU-Telegramms sind im Internet unter dem folgendem Link verfügbar: www.modbus.org/tech.php.

Von der Profibus-SPS werden die Werte für Drehzahl und Drehrichtung als I/O-Daten in einem Profibus-Telegramm zum Communicator übertragen. Die Hardware des Communicators entfernt aus dem ankommenden Telegramm alle profibus-spezifischen Elemente und schreibt die Nutzdaten in seinen internen Speicher. Diese Daten stehen dann im Ausgangsspeicherbereich der seriellen Schnittstelle des Anybus Communicators zur Weiterverarbeitung bereit.

Der Sollwert für die Drehzahl wird im Communicator an die entsprechende Stelle des Modbus-RTU-Telegramms eingesetzt. Neben diesem variablen Wert, der von der Profibusseite übertragen wird, ist die Angabe des Adressregisters, in das die Daten geschrieben werden, durch die Konfiguration im Communicator fest hinterlegt (S05? Frequenzbefehl).

Der Anybus Communicator sendet das Modbus-RTU-Telegramm zyklisch zum Inverter. Dieser schreibt die Daten in sein Adressregister und schreibt anschließend als Bestätigung den aktuellen Wert in einem Antwort-Telegramm an den Communicator zurück.

Ebenso wird die Angabe der Drehrichtung in ein weiteres Adressregister
(S06? Betriebsbefehl) des Inverters geschrieben. Diese Angabe ist gleichzeitig die Information zum Start des Umrichters und wird genauso durch ein Antwort-Telegramm bestätigt.

Die Antwort-Telegramme des Inverters werden im Anybus Communicator auf die Übereinstimmung mit den Konfigurationsvorgaben geprüft. Die Daten werden vom Modbus-RTU-Header und -Trailer getrennt und im Eingangsspeicherbereich des Communicators hinterlegt. Das nächste Profibus-Telegramm der SPS holt die Daten ab und stellt sie im Eingangsspeicherbereich der SPS zur Weiterverarbeitung bereit.

Anwendungsmöglichkeiten
Die beschriebene Profibus-Kopplung über den Anybus Communicator funktioniert mit allen SIMATIC S7 Steuerungen mit einer Profibus-DP-Master-Schnittstelle. Die beschriebene Vorgehensweise kann analog auch auf andere Steuerungen mit Profibus-Schnittstelle übertragen werden. Genauso einfach wie die Profibus-Kopplung realisiert wurde, kann über den jeweils passenden Anybus Communicator auch die Kopplung an andere Netzwerke u.a. DeviceNet, CANopen, ControlNet, CC-Link, Interbus und die Industrial-Ethernet-Systeme Profinet IO, Ethernet/IP und Modbus-TCP realisiert werden.