Applikationsbeispiel: Anybus Communicator

Verbinden des Fuji FVR E11S Inverters über Profibus mit einer SIMATIC S7 SPS

Aufgabenstellung
Fuji-InverterDer Inverter FVR-E11S der Firma Fuji hat keine integrierte Profibus-Schnittstelle. In vielen Projekten ist es dennoch erforderlich, den Umrichter in Profibus-Netzwerke einzubinden.

Lösung
Die Ankopplung des Inverters an den Profibus erfolgt über seine integrierte 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 Inverter zu einem Profibus-Slave-Teilnehmer, der an jeden gängigen Profibus-Master (z.B. SIMATIC S7) angekoppelt werden kann.

Schematische Darstellung

Funktionsprinzip
Von der S7 werden die Befehle an den Umrichter (z.B. Drehzahl oder Drehrichtung) als I/O-Daten in einem Telegramm über den Profibus zum Anybus Communicator übertragen. Der Communicator entfernt aus dem ankommenden Telegramm alle Profibus-spezifischen Elemente, extrahiert die Nutzdaten (z.B. Drehzahl) und fügt die auf der seriellen Verbindung zum Umrichter erforderlichen Steuerzeichen für das Modbus-RTU-Protokoll hinzu. Das resultierende Telegramm wird über die serielle RS-485-Schnittstelle vom Communicator zum Umrichter übertragen. 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.

Die Angaben in den entsprechenden Adressregistern veranlassen den Frequenzumrichter, einen angeschlossenen Motor mit der Solldrehzahl in der Sollrichtung anlaufen zu lassen.

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.