系統(tǒng)配置:
1.1安裝 Step7 Micro/Win SMART software(含 Modbus協(xié)議庫)的PC機,本例中使用的是Step7 Micro-Win SMART V2.7。
1.2 打開編程軟件STEP7-MicroWIN SMART。
1.3 點開庫,我們會看到有兩個ModbusRTU Master文件夾。

1.2圖

1.3圖
MUS_CTRL和MB_CTRL2具有相同的作用和參數(shù)。如果一個CPU有兩個主站的情況下MBUS_CTRL用于第一個ModbusRTU 主站。MB_CTRL2用于第二個ModbusRTU 主站。相應地,MBUS_MSG和MBUS_CTRL一同用于第一個ModbusRTU 主站。MB_MSG2和MB_CTRL2一同用于第二個ModbusRTU 主站。
我們在硬件上會看到CPU本身集成了一個RS485口,我們還可以通過擴展的方式擴一個RS485通訊板。(紅色方框是本身集成的,藍色方框是擴展的)。

硬件配置:
2.1 硬件要求
G120配備CU240E-2控制單元的變頻器一臺、異步電機一臺、S7-200 SMART PLC 一臺、標準DRIVE-CLIQ電纜一根、雙絞屏蔽電纜一根。本例中,使用的G120的控制單元CU240E-2固件版本V4.6。
2.2 CU240E-2控制單元接口
CU240E-2控制單元端子排如圖下圖,RS485接口在控制單元的底部,共有5個接線端子,其中從左到右,2號端子為RS485P,3號端子為RS485N,這兩端子用于通信數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。
2.3 G120與200SMART硬件連線。

2.2圖

2.3圖
S7-200 SMART作為Modbus通信主站,其通信端口和變頻器從站的接線如圖 ,在通信網(wǎng)絡的首、末端需要使用終端電阻。對于S7-200 SMART,需要在通信端口端子 3和8之間連接一阻值為120歐姆的電阻。對于變頻器,把通 信網(wǎng)絡末端的CU240E-2終端電阻撥碼開關(guān)撥到ON位置即可;中間位置的 CU240E-2,終端電阻撥碼開關(guān)必須撥到OFF位置。
通信設(shè)置:
3.1 設(shè)置通訊接口
使用 PLC 以太網(wǎng)接口和 DRIVE-CLIQ 電纜,設(shè)置通信接口。
第一步:雙擊“通信”,彈出“通信”設(shè)置窗口;
第二步:選擇網(wǎng)絡接口卡,設(shè)置為“ICP/IP.AUTO.1”,系統(tǒng)會自動收索 CPU。
3.2 建立PC與PLC之間連接
選擇“網(wǎng)絡接口”后自動搜索到 CPU.
第一步:搜索到 CPU 后,選擇搜索到的 CPU,點擊 CPU 的”IP 地址”。
第二步:點擊“ 確定 ” 按鈕,完成網(wǎng)絡連接。

3.1圖

3.2圖
變頻器參數(shù)設(shè)置:
4.1 變頻器地址設(shè)置
變頻器的 MODBUS 通信地址可以通過控制單元上的總線地址撥碼開關(guān)進行設(shè)置。
當?shù)刂窊艽a開關(guān)的位置都為 OFF 時,也可用過參數(shù) P2021 進行設(shè)置。(說明:改變地址后需重新上電后才能生效)
4.2變頻器參數(shù)設(shè)置
對變頻器一些基本的通信參數(shù)進行設(shè)置,才可以進行 MODBUS 通信。
4.3 G120 常用寄存器說明
G120 變頻器常用寄存器介紹,也是本例所使用的寄存器,如表下表。要了解更多的 G120 寄存器信息,請參見 G120 操作手冊 。

4.1圖

4.2圖

4.3圖
PLC 編程
5.1 初始化程序
使用 MODBUS 協(xié)議的初始化模塊 MBUS_CTRL,初始化 S7-200 SMART 的CPU 端口專用于 MODBUS 主站通信。

5.1圖
功能塊說明:
注:此處以及下文的“功能塊說明”僅介紹了功能塊內(nèi)的主要管腳功能,未說明的管腳功能,請參考 Step7 Micro-Win SMART V2.0 軟件的幫助文件。
EN 使能:必須保證每一掃描周期都被使能(使用 SM0.0) 。
Mode 模式:為 1 時,使能 Modbus 協(xié)議功能;為 0 時恢復為系統(tǒng) PPI 協(xié)議 。
Baud 波特率:支持的通訊波特率為 4800,9600,19200 ,此處設(shè)置 9600。
Parity 校驗:校驗方式選擇 (G120 采用偶校驗)
0=無校驗
1=奇較驗
2=偶較驗
Port 端口:設(shè)置物理通信端口(0 = CPU 中集成的 RS-485,1 = 可選 CM01 信號板上的 RS-485 或 RS-232)。
Timeout 超時:主站等待從站響應的時間,以毫秒為單位,典型的設(shè)置值為1000 毫秒(1 秒),允許設(shè)置的范圍為 1 - 32767。注意:這個值必須設(shè)置足夠大以保證從站有時間響應。
Done 完成位:初始化完成,此位會自動置 1。
Error:初始化錯誤代碼。
(注意:MBUS_CTRL指令,要寫在主站里,一個主站只要寫一條即可。波特率和奇偶校驗要與從站的設(shè)定一致。)

5.2.1圖
功能塊說明:
注:此處以及下文的“功能塊說明”僅介紹了功能塊內(nèi)的主要管腳功能,未說明的管腳功能,請參考 Step7 Micro-Win SMART V2.0 軟件的幫助文件。
EN 使能:同一時刻只能有一個讀寫功能(即 MBUS_MSG)使能 。
注意:G120 對于寫指令同一時刻只運行對一個保持寄存器操作;讀指令同一時刻最大允許操作 125 個保持寄存器。
First 讀寫請求位:每一個新的讀寫請求必須使用脈沖觸發(fā)。
Slave 從站地址:可選擇的范圍 1 - 247 。
RW 請求方式:0 = 讀, 1 = 寫 。
Count 數(shù)據(jù)個數(shù):通訊的數(shù)據(jù)個數(shù)(位或字的個數(shù)) 。注意:Modbus 主站可讀/寫的最大數(shù)據(jù)量為 120 個字(是指每一個 MBUS_MSG 指令)。
DataPtr 數(shù)據(jù)指針:1. 如果是讀指令,讀回的數(shù)據(jù)放到這個數(shù)據(jù)區(qū)中 ;
2. 如果是寫指令,寫出的數(shù)據(jù)放到這個數(shù)據(jù)區(qū)中 。
Done 完成位:讀寫功能完成位 。
Error 錯誤代碼:只有在 Done 位為 1 時,錯誤代碼才有效。
常用的控制字:
047E :運行準備
047F :正轉(zhuǎn)啟動
0C7F :反轉(zhuǎn)啟動
04FE :故障確認
P
5.2 主站讀寫功能塊
5.2.2寫速度設(shè)定值
5.2.3 讀狀態(tài)字和速度實際值
5.2.4 讀取斜坡時間
5.2.4 讀取斜坡時間
5.2.5 寫斜坡下降時間

5.2.2圖

5.2.3圖

5.2.4圖

5.2.5圖
分配庫存儲區(qū)
在編譯程序之前,首先要為 Modbus 庫分配可用的全局 V 存儲器地址。
第一步:選擇 “程序塊” ->“ 庫” 右鍵,選擇“庫存儲區(qū)”;
第二步:點擊 “建議地址”, 選擇 V 存儲器的地址;
第三步:點擊 “確定”退出。

6圖
調(diào)試程序:
程序編輯完成后,要調(diào)試程序。
第一步:點擊“保存“,保存好編輯的程序;
第二步:點擊“編譯“,編譯程序;
第三步:點擊“下載“,把程序下載到 PLC 的 CPU 當中;
第四步:點擊“運行“,啟動程序。

7圖
監(jiān)控狀態(tài)表
通過監(jiān)控狀態(tài)表,可以修改過程數(shù)據(jù)和監(jiān)控過程數(shù)據(jù)的變化狀態(tài)。

8圖
控制字:VW100=16#047F 說明啟動命令已經(jīng)給了。
狀態(tài)字:VW300=16#EF37 說明變頻器的狀態(tài),參見 r0052。
主設(shè)定值:VW200=16#1000 說明速度設(shè)定值已經(jīng)給了,16#0-4000 對應轉(zhuǎn)速0-P2000 的值。
速度實際值:VW302=16#1000 說明電機實際轉(zhuǎn)速已經(jīng)運行到 375rpm。
斜坡上升時間:VW400=1000,從寄存器列表中可以看到 40322 的寄存器的定標系數(shù)是 100,所以參數(shù) P1120=1000/100=10。
斜坡下降時間:VW402=2000,讀的下降時間;VW500=2000,設(shè)定的下降時間;VW402=VW500,說明寫指令已經(jīng)生效。從寄存器列表中可以看到 40323的寄存器的定標系數(shù)是100,所以參數(shù) P1121=2000/100=20。
關(guān)于200smart與G120做MODBUS-RTU通訊的內(nèi)容今天就講完啦,如有疑問可以公眾號留言,我們下期再見!