變頻器維修中心 西門子變頻器維修中心 湖南嘉普云自動化設(shè)備有限公司

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生產(chǎn)地：品牌：西門子

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更新時間：2018-09-14

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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，更詳細的信息可以參考CP341及S7-200通信接口的手冊。

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

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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準的RS-485半雙工串行通信口，此串行字符通信的格式：1個起始位；7/8位數(shù)據(jù)位；1位奇/偶/無校驗；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進行自由口通訊，Modbus RTU指令庫就是使用自由口編程實現(xiàn)的。

4.1.1 Modbus RTU主站庫

使用Modbus 主站指令庫時需要注意的幾點：

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CPU的版本有要求，CPU 的版本必須為 2.00 或者 2.01（即訂貨號為 6ES721*－***23-0BA*）；Modbus主站可讀/寫的大數(shù)據(jù)量為120個字（指每一個 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 庫時必須對庫存儲區(qū)進行分配，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)用會報錯。

圖4 庫存儲區(qū)設(shè)置

Modbus主站庫支持的功能碼和地址對應(yīng)關(guān)系：
 Modbus 地址讀 / 寫Modbus 從站須支持的功能00001~09999讀功能1：讀輸出點 數(shù)字量輸出寫功能5：寫單個輸出點 功能15：寫多個輸出點10001~19999讀功能2：讀輸入點 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：寫單個寄存器 功能16：寫多個寄存器

表2需要從站支持的功能

4.1.2 S7-200 Modbus主站編程
編程時，使用SM0.0調(diào)用MBUS_CTRL完成主站的參數(shù)初始化，詳細見下表，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

編號符號/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時使能為Modbus協(xié)議；為0時恢復(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 / 校驗校驗方式選擇：0＝無校驗；1＝奇校驗，2＝偶校驗。eTimeout / 超時主站等待從站響應(yīng)的時間，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。這個值必須設(shè)置足夠大以保證從站有時間響應(yīng)。fDone / 完成位初始化完成，此位會自動置1。gError / 錯誤位初始化錯誤代碼。

表3

調(diào)用 Modbus RTU 主站讀寫子程序MBUS_MSG，發(fā)送一個Modbus 請求。

圖6 調(diào)用Modbus RTU 主站讀寫子程序

圖中各參數(shù)含義如下

編號符號/含義說 明aEN / 使能同一時刻只能有一個讀寫功能使能。bFirst / 讀寫請求位 每一個新的讀寫請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)的個數(shù)通訊的數(shù)據(jù)個數(shù)（位或字的個數(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)放到這個數(shù)據(jù)區(qū)中。hDone / 完成位讀寫功能完成位。iError / 錯誤代碼只有在Done位為1時，錯誤代碼才有效。

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，連接從站的站地址是3，數(shù)據(jù)存儲區(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，需要CPU停機

 

圖11 從站驅(qū)動后結(jié)果

4.2.4 CP341做Modbus從站的編程
從Step7 軟件下的EXAMPLE目錄中，找到項目名 zXX21_05_PtP_Com_MODSL 的項目，打開，然后將Modbus通訊模塊FB80傳遞到用戶項目中，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，否則CP_START_ERROR為1，同時可以從ERROR_NR察看錯誤信息，也可以在硬件組態(tài)中在線后的CP341的診斷緩沖區(qū)察看詳細的錯誤信息，錯誤信息對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)動程序為從站》的手冊。

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初始化超時定時器，本例中為T120START_TIME初始化定時器時間，本例中為5SOB_MASKI/O訪問錯誤屏蔽位，本例中為True（I/O訪問錯誤已屏蔽）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初始化完成且無錯誤，本例中為M0.3CP_START_ERROR初始化完成，但有錯誤，本例中為M0.4ERROR_NR錯誤號，本例中為MW2ERROR_INFO錯誤信息，本例中為MW4

表5

5. 通訊測試
Modbus RTU格式通信協(xié)議是以主從的方式進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，在傳輸?shù)倪^程中主站是主動方，即主站發(fā)送數(shù)據(jù)請求報文到從站，從站返回響應(yīng)報文。Modbus 系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換是通過功能碼來控制的，以下對現(xiàn)場常用的功能碼進行分類測試，關(guān)于功能碼的詳細信息請參考手冊。

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對應(yīng)用戶地址區(qū)為00001 ~ 00008，對應(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點數(shù)字量輸出，接收的數(shù)據(jù)存放在VB2000開始的區(qū)域，測試截圖結(jié)果如下。

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