Cómo leer datos de proceso y fallas de un variador SIMOREG DC Master en un PLC SIMATIC mediante PROFIBUS DP

Para leer información de proceso (como la corriente real de armadura o campo) y mensajes de falla de un variador SIMOREG DC Master (6RA70) en un PLC SIMATIC S7 a través de PROFIBUS DP, configure la estructura de datos PPO (Telegrama de Parámetros y Datos de Proceso) en el catálogo de hardware de STEP 7, mapee la variable deseada en los parámetros de interconexión K (Connectors) del variador usando DriveMonitor y transfiera las palabras desde las direcciones de entrada de periferia (PIW) hacia la memoria del PLC mediante instrucciones de carga y transferencia (L/T) o bloques de comunicación dedicados.

Tabla de contenido

Causa técnica: acoplamiento de datos cíclicos PROFIBUS DP y estructura PPO

El intercambio de datos entre un controlador SIMATIC S7 y un convertidor de corriente continua SIMOREG DC Master 6RA70 mediante la tarjeta de comunicación CBP2 en PROFIBUS DP utiliza el perfil PROFIdrive. Este esquema organiza la información en tipos de telegrama denominados PPO (Parameter Process Data Object), los cuales dividen la trama en dos áreas principales:

Canal PKW (Parámetros): Utilizado para la lectura y escritura acíclica o bajo demanda de parámetros del variador.
Canal PZD (Datos de proceso): Datos cíclicos de alta prioridad transferidos en cada exploración del bus de campo. Incluye palabras de mando (Control Words), palabras de estado (Status Words), consignas (Setpoints) y valores reales de proceso (Actual Values).

Cuando una pantalla HMI requiere mostrar una alarma (por ejemplo, el bit de falla mapeado en DB50.DBX43.3) o una variable analógica como la corriente de armadura (Ia), el valor no reside por defecto en una dirección estática fija de la memoria del PLC. El variador debe configurarse internamente para asignar la variable física (como el conector K0117 para la corriente real de armadura) a una de las palabras del área PZD de salida del telegrama PROFIBUS (parámetros P734.01 a P734.16).

Si en la configuración de hardware de STEP 7 (HW Config) se selecciona un tipo PPO que no contiene suficientes palabras PZD (por ejemplo, PPO3, que solo transfiere la palabra de estado 1 y la realimentación de velocidad), la corriente de armadura o las palabras de estado extendidas no se transmitirán en la imagen de entrada de periferia (PEW/PIW), impidiendo que el PLC procese la información.

Requisitos previos

Proyecto de ingeniería en STEP 7 V5.x (SIMATIC Manager) con la red PROFIBUS DP configurada.
Convertidor SIMOREG DC Master 6RA70 con tarjeta de comunicación PROFIBUS CBP2 instalada.
Software de parametrización DriveMonitor o SIMOCODE/Drive ES para la edición de parámetros del accionamiento.
Archivo GSD de la tarjeta CBP2 instalado en el catálogo de hardware de STEP 7.
Cable de comunicación serie o adaptador MPI/PROFIBUS para conexión en línea con la CPU y el variador.

Procedimiento de configuración e intercambio de datos

Se utiliza mejor cuando: Se requiere leer la corriente de armadura, la velocidad real o las palabras de estado de fallas desde un SIMOREG DC Master para procesarlas en el programa del PLC y mostrarlas en una pantalla HMI o sistema SCADA.

Procedimiento

Configurar el tipo PPO en STEP 7 (HW Config):
- Abra la herramienta HW Config en el proyecto de STEP 7.
- Inserte la estación esclava SIMOREG DC Master (CBP2) en la línea PROFIBUS DP.
- Seleccione el tipo de telegrama adecuado. Para intercambiar valores de proceso extendidos y canal de parámetros, inserte un módulo de tipo PPO5 (el cual asigna 4 palabras PKW y 10 palabras PZD de entrada/salida).
- Verifique las direcciones lógicas asignadas a los datos de entrada y salida (por ejemplo, dirección de inicio de periferia de entrada 256 a 283).

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Estructura del telegrama PPO5 en la memoria de periferia del PLC:

Dirección base (Ejemplo: PEW 256)
├── PKW (4 Palabras / 8 Bytes):  PEW 256 a PEW 262  ──► Canal de parámetros
└── PZD (10 Palabras / 20 Bytes): PEW 264 a PEW 282  ──► Datos de proceso cíclicos
    ├── PZD1 (PEW 264): Palabra de estado 1 (Status Word 1)
    ├── PZD2 (PEW 266): Valor real 1 (ej. Velocidad real K0167)
    ├── PZD3 (PEW 268): Valor real 2 (ej. Corriente de armadura K0117)
    └── PZD4..PZD10   : Valores reales adicionales asignados en P734

Mapear las variables en el variador SIMOREG usando DriveMonitor:
- Conecte DriveMonitor al variador SIMOREG DC Master.
- En el árbol de parámetros, acceda a la categoría de Comunicación / Tarjeta de bus de campo (CBP).
- Configure el parámetro de matriz P734 (PZD Word Write / Transmit Data) para definir qué conectores internos se envían hacia el PLC en cada palabra PZD:
  - Asigne P734.01 = K0032 (Palabra de estado 1 / Status Word 1).
  - Asigne P734.02 = K0167 (Valor real de velocidad).
  - Asigne P734.03 = K0117 (Valor real de corriente de armadura Ia).
    - Si se requieren palabras de estado adicionales para la lectura de fallas, configure los índices posteriores (por ejemplo, P734.04 = K0033 para la Palabra de estado 2).
      2. Programar la lectura en el PLC (STEP 7 AWL / STL o LAD):
- En el programa del PLC (dentro de un bloque como OB1, FC o FB), lea las palabras directamente desde la imagen de periferia de entrada utilizando instrucciones de carga (L) y transferencia (T), o mediante bloques de biblioteca como SDRV_4B / FC21 / FC22 según la librería utilizada.
- Mueva el valor leído hacia una marca (MW) o un bloque de datos (DB) accesible por la interfaz HMI.

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// Ejemplo de lectura directa en código AWL / STL:
// Dirección base de E/S configurada en HW Config = 256

L   PEW 264         // Cargar PZD1: Palabra de estado 1 desde SIMOREG
T   DB50.DBW 42     // Transferir a DB50 (contiene bits de falla como DB50.DBX43.3)

L   PEW 268         // Cargar PZD3: Corriente de armadura (K0117 en P734.03)
T   MW 100          // Transferir a MW100 para escalado y visualización HMI

Resultado esperado: El variador SIMOREG transmite cíclicamente el valor hexadecimal proporcional de la corriente de armadura y los bits de estado hacia la CPU del PLC en cada ciclo de exploración de PROFIBUS DP.

Verificación: Abra una tabla de observación (VAT) en STEP 7 y verifique que el valor en MW100 o DB50.DBW42 cambie dinámicamente cuando el motor entra en carga o cuando se genera una condición de alerte/falla en el accionamiento.

Limitación: Los conectores de proceso (como K0117) entregan un valor entero escalado en el rango de −16384 a +16384 (o 0 a 16384), correspondiente al 100 % de la corriente nominal del convertidor (parámetro r072.002). El PLC debe realizar el escalado matemático a amperios reales antes de mostrarlo en la pantalla HMI.

Verificación

El procedimiento de integración de datos se considera exitoso cuando:

El indicador LED de estado de comunicación en la tarjeta CBP2 del SIMOREG DC Master y el LED BF de la CPU SIMATIC permanecen apagados.
La dirección de memoria asignada a la Palabra de Estado (por ejemplo, DB50.DBW42) refleja con precisión los bits de operación, listo para arranque y falla activa.
La variable de corriente de armadura leída en el PLC cambia de forma proporcional al amperaje real medido con una pinza amperimétrica en los bornes de potencia del variador.

Limitaciones y precauciones operativas

Incompatibilidad de índices P734: No confunda los parámetros de la serie P734 (asignados a la tarjeta de comunicación PROFIBUS CBP2) con la serie P731 o P732 (utilizados para interfaces serie RS-485 o PMU local).
Protección de parámetros: Si no es posible modificar el parámetro P734 desde DriveMonitor o el panel frontal, verifique que el nivel de acceso a parámetros (P051) esté configurado en 3 (Nivel de acceso experto).
Consistencia de datos: Para transferir estructuras PPO con más de 4 palabras PZD continuas que requieran coherencia en todo el bloque de datos, se recomienda utilizar las funciones estándar de sistema SFC14 (DADDR_LNK / DPRD_DAT) y SFC15 (DPWR_DAT) en lugar de accesos directos L PEW.

Preguntas frecuentes para ingenieros

¿Qué diferencia existe entre configurar PPO1, PPO3 y PPO5 para el SIMOREG DC Master?

La diferencia radica en la cantidad de palabras intercambiadas. PPO3 es el formato más corto (solo 2 palabras PZD, sin canal PKW), adecuado únicamente para mando básico y realimentación de velocidad. PPO1 añade 4 palabras PKW para lectura de parámetros. PPO5 es el telegrama más completo (4 palabras PKW y 10 palabras PZD), recomendado cuando se requiere monitorear múltiples variables analógicas (corriente, tensión, par) y palabras de estado extendidas.

¿Cómo se convierte el valor numérico leído de corriente a Amperios en la HMI?

El SIMOREG envía los valores analógicos estandarizados donde 16384 en decimal (4000 Hex) representa el 100 % del valor nominal del variador. Para convertir el valor a Amperios reales en el PLC o WinCC, aplique la fórmula:

Corriente (A)=16384Valor PEW leıˊdos×Corriente Nominal Variador (r072.002)

¿Por qué los bits de la Palabra de Estado leídos en DB50 parecen estar con los bytes invertidos?

Esto ocurre debido a la convención de ordenamiento de bytes (Byte Swapping) entre el estándar Big-Endian de Siemens y la memoria de bits. En un bloque de datos, la palabra DB50.DBW42 se compone del byte alto DB50.DBB42 (que contiene los bits DBX42.0 a DBX42.7) y el byte bajo DB50.DBB43 (que contiene los bits DBX43.0 a DBX43.7). Por tanto, el bit 0 de la palabra de estado del variador se mapea en DB50.DBX43.0 y no en DB50.DBX42.0.

Referencias técnicas

Siemens Industry Online Support (SIOS): Manual de instrucciones SIMOREG DC Master 6RA70 (Software versión 3.1).
Siemens Industry Online Support (SIOS): Manual de la tarjeta de comunicación PROFIBUS CBP2 para SIMOVERT / SIMOREG.

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