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更新時(shí)間:2018-09-14
湖南嘉普云自動(dòng)化設(shè)備有限公司致力于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)、工程配套和系統(tǒng)集成,擁有豐富的自動(dòng)化產(chǎn)品的應(yīng)用和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及雄厚的技術(shù)力量,尤其以 PLC復(fù)雜控制系統(tǒng)、傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用、伺服控制系統(tǒng)、數(shù)控備品備件、人機(jī)界面及網(wǎng)絡(luò)軟件應(yīng)用為公司的技術(shù)特長,為廣大用戶提供了SIEMENS的 技術(shù)及自動(dòng)控制的解決方案。湖南嘉普云自動(dòng)化設(shè)備有限公司在經(jīng)營活動(dòng)中精益求精,具備如下業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì):
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3. 硬件列表和接線
3.1 硬件列表
S7-300從站CPU315-2DP6ES7 315-2AG10-0AB0CP341 RS422/4856ES7 341-1CH01-0AE0Dongle6ES7 870-1AB01-0YA0PC 適配器(USB)6ES7 972-0CB20-0xA0S7-200主站CPU 224XP6ES7 214-2BD23-0xB0表1 硬件設(shè)備
3.2 硬件接線
3.2.1 接口定義
S7-200的通訊口為RS485物理口(9針口),CP341是RS422/485的接口類型(15針口),兩種設(shè)備的接口引腳的示意圖如下所示,更詳細(xì)的信息可以參考CP341及S7-200通信接口的手冊(cè)。
圖1 S7-200 CPU通信口引腳定義
圖2 S7-300 CP341 RS422/485 通訊口引腳定義
3.2.2 接線示意圖
西門子變頻器維修中心
圖3 硬件結(jié)構(gòu)和接線示意圖
4. 組態(tài)設(shè)置和編程
4.1 S7-200做Modbus主站的設(shè)置
S7-200 CPU上的通信口在電氣上是標(biāo)準(zhǔn)的RS-485半雙工串行通信口,此串行字符通信的格式:1個(gè)起始位;7/8位數(shù)據(jù)位;1位奇/偶/無校驗(yàn);1停止位。通信波特率可以設(shè)置為1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或112500,符合這些格式的串行通訊設(shè)備可以和S7-200進(jìn)行自由口通訊,Modbus RTU指令庫就是使用自由口編程實(shí)現(xiàn)的。
4.1.1 Modbus RTU主站庫
使用Modbus 主站指令庫時(shí)需要注意的幾點(diǎn):
需要S7-200的編程軟件是 Micro/WIN V4.0 SP5及以上版本;Modbus RTU 主站庫對(duì)CPU的版本有要求,CPU 的版本必須為 2.00 或者 2.01(即訂貨號(hào)為 6ES721*-***23-0BA*);Modbus主站可讀/寫的大數(shù)據(jù)量為120個(gè)字(指每一個(gè) MBUS_MSG 指令);Modbus 主站庫支持Port0和Port1(從站庫只支持Port0口),本例中用Port0;使用Modbus 庫時(shí)必須對(duì)庫存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行分配,見下圖設(shè)置,而且分配的空間不能和程序中其它空間沖突,否則編譯調(diào)用會(huì)報(bào)錯(cuò)。
圖4 庫存儲(chǔ)區(qū)設(shè)置
Modbus 地址讀 / 寫Modbus 從站須支持的功能00001~09999讀功能1:讀輸出點(diǎn) 數(shù)字量輸出寫功能5:寫單個(gè)輸出點(diǎn) 功能15:寫多個(gè)輸出點(diǎn)10001~19999讀功能2:讀輸入點(diǎn) 數(shù)字量輸入30001~39999讀功能4:讀輸入寄存器 輸入寄存器40001~49999讀功能3:讀保持寄存器 保持寄存器寫功能6:寫單個(gè)寄存器 功能16:寫多個(gè)寄存器
表2需要從站支持的功能
4.1.2 S7-200 Modbus主站編程
編程時(shí),使用SM0.0調(diào)用MBUS_CTRL完成主站的參數(shù)初始化,詳細(xì)見下表,參數(shù)的說明也可以從子程序的局部變量表中找到。
圖5 Modbus RTU 主站初始化
圖中各參數(shù)含義如下
編號(hào)符號(hào)/含義說 明aEN / 使能必須保證每一掃描周期都被使能(使用SM0.0)。bMode / 模式為1時(shí)使能為Modbus協(xié)議;為0時(shí)恢復(fù)為PPI協(xié)議。cBaud / 波特率支持的通訊波特率為1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200。dParity / 校驗(yàn)校驗(yàn)方式選擇:0=無校驗(yàn);1=奇校驗(yàn),2=偶校驗(yàn)。eTimeout / 超時(shí)主站等待從站響應(yīng)的時(shí)間,以毫秒為單位,典型的設(shè)置值為 1000毫秒,允許設(shè)置的范圍為1-32767。這個(gè)值必須設(shè)置足夠大以保證從站有時(shí)間響應(yīng)。fDone / 完成位初始化完成,此位會(huì)自動(dòng)置1。gError / 錯(cuò)誤位初始化錯(cuò)誤代碼。表3
調(diào)用 Modbus RTU 主站讀寫子程序MBUS_MSG,發(fā)送一個(gè)Modbus 請(qǐng)求。
圖6 調(diào)用Modbus RTU 主站讀寫子程序
圖中各參數(shù)含義如下
編號(hào)符號(hào)/含義說 明aEN / 使能同一時(shí)刻只能有一個(gè)讀寫功能使能。bFirst / 讀寫請(qǐng)求位 每一個(gè)新的讀寫請(qǐng)求必須使用脈沖觸發(fā)。cSlave / 從站地址可選擇的范圍1 247。dRW / 讀寫操作位0=讀, 1=寫。eAddr / 讀寫從站的數(shù)據(jù)地址選擇讀寫的數(shù)據(jù)類型:00001 至 0xxxx - 開關(guān)量輸出10001 至 1xxxx - 開關(guān)量輸入30001 至 3xxxx - 模擬量輸入40001 至 4xxxx - 保持寄存器。fCount / 數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)通訊的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)(位或字的個(gè)數(shù))。gDaptPtr / 數(shù)據(jù)指針如果是讀指令,讀回的數(shù)據(jù)放到這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)中;如果是寫指令,要寫出的數(shù)據(jù)放到這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)中。hDone / 完成位讀寫功能完成位。iError / 錯(cuò)誤代碼只有在Done位為1時(shí),錯(cuò)誤代碼才有效。表4
從上圖中可見,S7-200作為Modbus RTU主站,波特率9.6Kb/s,偶校驗(yàn),連接從站的站地址是3,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)為VB2000開始的區(qū)域。
4.2 CP341 做Modbus 從站的硬件組態(tài)
4.2.1 硬件組態(tài)
圖7 S7-300側(cè)硬件組態(tài)
4.2.2 設(shè)置Modbus參數(shù)
圖8 消息楨字符結(jié)構(gòu)
按照上述操作設(shè)置參數(shù),從上圖可以看出,本例中的傳輸波特率9.6Kb/s,1位起始位,8位數(shù)據(jù)位,偶校驗(yàn)位,1位停止位,從站站地址是3,主從通訊設(shè)備的字符幀格式和波特率等參數(shù)設(shè)置需要一致。
圖9 RS422/485 接口組態(tài)
RS422/485接口只能一個(gè)有效,接口的選擇只需要組態(tài)而不需要在硬件上短接。
圖10 Dongle時(shí),需要CPU停機(jī)
圖11 從站驅(qū)動(dòng)后結(jié)果
4.2.4 CP341做Modbus從站的編程
從Step7 軟件下的EXAMPLE目錄中,找到項(xiàng)目名 zXX21_05_PtP_Com_MODSL 的項(xiàng)目,打開,然后將Modbus通訊模塊FB80傳遞到用戶項(xiàng)目中,打開路徑如下所示。
圖12 Modbus Slave 例程打開路徑
OB1中調(diào)用FB80編程如下:
圖13 FB80程序塊調(diào)用
CP卡初始化正常后,CP_START,CP_START_FM和CP_START_OK為1信號(hào),否則CP_START_ERROR為1,同時(shí)可以從ERROR_NR察看錯(cuò)誤信息,也可以在硬件組態(tài)中在線后的CP341的診斷緩沖區(qū)察看詳細(xì)的錯(cuò)誤信息,錯(cuò)誤信息對(duì)照和處理方式可以參考
《S7-300以用于PtP CP Modbus 協(xié)議RTU格式S7的可裝載驅(qū)動(dòng)程序?yàn)閺恼尽返氖謨?cè)。
FB80的各參數(shù)含義如下
LADDR硬件組態(tài)中CP341的起始邏輯地址,本例中為256START_TIMER初始化超時(shí)定時(shí)器,本例中為T120START_TIME初始化定時(shí)器時(shí)間,本例中為5SOB_MASKI/O訪問錯(cuò)誤屏蔽位,本例中為True(I/O訪問錯(cuò)誤已屏蔽)CP_STARTFB初始化使能位,本例中為M0.0CP_START_FMCP_START 初始化的上升沿位,本例中為M0.1CP_NDR從CP卡寫操作位,本例中為m0.2CP_START_OK初始化完成且無錯(cuò)誤,本例中為M0.3CP_START_ERROR初始化完成,但有錯(cuò)誤,本例中為M0.4ERROR_NR錯(cuò)誤號(hào),本例中為MW2ERROR_INFO錯(cuò)誤信息,本例中為MW4表5
5. 通訊測(cè)試
Modbus RTU格式通信協(xié)議是以主從的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?,在傳輸?shù)倪^程中主站是主動(dòng)方,即主站發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求報(bào)文到從站,從站返回響應(yīng)報(bào)文。Modbus 系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換是通過功能碼來控制的,以下對(duì)現(xiàn)場(chǎng)常用的功能碼進(jìn)行分類測(cè)試,關(guān)于功能碼的詳細(xì)信息請(qǐng)參考手冊(cè)。
5.1 FC01/05/15功能碼
CP341從站的通訊區(qū)域配置
圖14 FC01/05/15 參數(shù)組態(tài)界面
FC01、FC05、FC15對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)為位輸出,數(shù)據(jù)的傳遞以位為單位,可以讀寫操作,用戶地址區(qū)為0xxxx,Modbus地址在信息傳遞中從0開始。如上圖,左邊為信息傳遞地址(地址區(qū)不能沖突),右邊對(duì)應(yīng)的是S7-300的數(shù)據(jù)區(qū)。例如左邊信息傳遞地址從0 ~ 7對(duì)應(yīng)用戶地址區(qū)為00001 ~ 00008,對(duì)應(yīng)S7-300的M10.0 ~ M10.7,并且以此為例說明FC01功能碼的通訊。
S7-200主站程序調(diào)用
圖15 功能碼FC01使用
S7-200主站,用功能碼FC01讀取從站8點(diǎn)數(shù)字量輸出,接收的數(shù)據(jù)存放在VB2000開始的區(qū)域,測(cè)試截圖結(jié)果如下。
西門子變頻器維修中心