西门子S7200变频器MODBUS通讯实例详解

西门子S7200与变频器MODBUS通讯实例详解西门子S7200PLC简介西门子S7-200PLC在实时模式下拥有速度快，拥有通讯功能和较高的生产力的特点。一致的模块化设计促使了低性能定制产品的创办和可扩展性的解决方案。来自西门子的S7-200微型PLC能够被看作独立的微型PLC解决方案或与其他控制器相联合使用。Modbus通讯协议简介Modbus是由Modicon（现为施耐德电气企业的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真实用于工业现场的总线协议。ModBus网络是一个工业通讯系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机经过公用线路或局部专用线路连结而成。其系统构造既包括硬件、亦包括软件。它可应用于各样数据采集和过程监控。ModBus网络只有一个主机，所有通讯都由他发出。网络可支持247个之多的远程隶属控制器，但实质所支持的从机数要由所用通讯设施决定。采用这个系统，各PC能够和中心主机互换信息而不影响各PC履行自己的控制任务。1MODBUSRTU协议在S7-200中的应用原理1.1MODBUSRTU协议与S7-200互相关系简介S7-200CPU上的通讯口Port0能够支持MODBUSRTU协议，成为MODBUSRTU从站。此功能是经过S7-200的自由口通讯模式实现，因此能够经过无线数据电台等慢速通讯设施传输。想在S7-200CPU与其他支持MODBUSRTU的设施使用MODBUSRTU协议通讯，需要由有S7-200CPU做MODBUS主站。S7-200CPU做主站必然由用户自己用自由口模式，按相关协议编程。2从站指令的用法：S7-200应用中，MODBUSRTU从站指令库只支持CPU上的通讯0口(Port0)。要实现MODBUSRTU通讯，需要Step7-Micro/WIN32V3.2以上版本的编程软件，而且须安装第1页，共9页Step7-Micro/WIN32V3.2InstructionLibrary(指令库)。MODBUSRTU功能是经过指令库中开初编好的程序功能块实现的。MODBUSRTU协议在S7-200中应用的基本过程(1)第一检查S7-200中所用Micro/WIN软件版本，应该是Step7-Micro/WINV3.2以上版本。检查Micro/WIN的指令树中能否存在MODBUSRTU从站指令库(图1)，库中应该包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE两个子程序。假如没有，须安装Micro/WIN32V3.2InstructionLibrary(指令库)软件包编程时使用SM0.1—调用子程序MBUS_INIT进行初始化，使用SM0.0—调用研究MBUS_SLAVE，并指定相应参数。对于参数的详尽说明，可在子程序的局部变量表中找到。调用MODBUS通讯指令库参数意义以下:●模式选择:启动/停止MODBUS，1=启动;0=停止;●从站地点:MODBUS从站址，取值1~247;●波特率:可选1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600;●奇偶校验:0=无校验;1=奇校验;2=偶校验;●延时:附加字符间延时，缺省值为0;●最大I/Q位:参加通讯的最大I/O点数，S7-200I/O映像区为128/128，缺省值为128;●最大AI字数:参加通讯的最大AI通道数，可为16或32;●最大保持存放器区:参加通讯的V储蓄区字(VW);●保持存放器区初步址:以&VBx指定(间接寻址方式);●初始化达成标志:成功初始化后置1;●错误代码:0=无错误。1.3注意的问题调用Step7-Mciro/WIN32V3.2InstructionLibrary(指令库)需要分派库指令数据区(Library第2页，共9页Memory)。库指令数据区是相应库子程序和中止程序所要用到变量储蓄空间。编程时不分派库指令数据区，编译时会产生好多相同的错误。由子程序参数HoldStart和MaxHold指定保持存放器区，是S7-200CPUV数据储蓄区中分派，此数据区不能够和库指令数据区有任何重叠，否则运行时会产生错误，不能够正常通讯。注意MODBUS中保持存放器区按“字”寻址，即MaxHold规定是VW而VB个数。主站指令的用法：MODBUSRTU主站指令库的功能是经过在用户程序中调用开初编好的程序功能块实现的，该库对Port0和Port1有效。该指令库将设置通讯口工作在自由口模式下。MODBUSRTU主站指令库使用了一些用户中止功能，编其他程序时不能够在用户程序中禁止中止。3.MODBUSRTU主站库对CPU的版本有要求。CPU的版本必然为2.00或许2.01（即订货号为6ES721*－*23-0BA*），1.22版本以前（包括1.22版本）的S7-200CPU不支持。使用MODBUSRTU主站指令库，能够读写MODBUSRTU从站的数字量、模拟量I/O以及保持存放器。要使用MODBUSRTU主站指令库，须依据以下步骤：安装西门子标准指令库依据要求编写用户程序调用MODBUSRTU主站指令库MODBUSRTU主站功能编程调用MODBUSRTU主站初始化和控制子程序使用SM0.0调用MBUS_CTRL达成主站的初始化，并启动其功能控制：用SM0.0调用MODBUSRTU主站初始化与控制子程序各参数意义以下:a.EN使能：必然保证每一扫描周期都被使能（使用SM0.0）第3页，共9页b.Mode模式：为1时，使能MODBUS协议功能；为0时恢复为系统PPI协议c.Baud波特率：支持的通讯波特率为1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。d.Parity校验：校验方式选择0＝无校验1＝奇较验2＝偶较验e.Timeout超时：主站等待从站响应的时间，以毫秒为单位，典型的设置值为1000毫秒（1秒），赞同设置的范围为1-32767。注意：这个值必然设置足够大以保证从站有时间响应。f.Done达成位：初始化达成，此位会自动置1。能够用该位启动MBUS_MSG读写操作（见例程）g.Error初始化错误代码（只有在Done位为1时有效）：0＝无错误1＝校验选择非法2＝波特率选择非法3＝模式选择非法2.调用MODBUSRTU主站读写子程序MBUS_MSG，发送一个MODBUS恳求；调用MODBUSRTU主站读写子程序各参数意义以下:a.EN使能：同一时刻只能有一个读写功能（即MBUS_MSG）使能注意：建议每一个读写功能（即MBUS_MSG）都用上一个MBUS_MSG指令的Done完第4页，共9页成位来激活，以保证所有读写指令循环进行（见例程）。b.First读写恳求位：每一个新的读写恳求必然使用脉冲触发c.Slave从站地点：可选择的范围1-247d.RW从站地点：0＝读，1＝写注意：开关量输出和保持存放器支持读和写功能开关量输入和模拟量输入只支持读功能e.Addr读写从站的选择读写的数据种类数据地点：00001至0xxxx-开关量输出10001至1xxxx-开关量输入30001至3xxxx-模拟量输入40001至4xxxx-保持存放器f.Count数据个数通讯的数据个数（位或字的个数）注意：MODBUS主站可读/写的最大数据量为120个字（是指每一个MBUS_MSG指令）g.DataPtr数据指针：假如是读指令，读回的数据放到这个数据区中假如是写指令，要写出的数据放到这个数据区中h.Done达成位读写功能达成位i.Error错误代码：只有在Done位为1时，错误代码才有效0＝无错误1＝响应校验错误2＝未用3＝接收超时（从站无响应）第5页，共9页＝恳求参数错误（slaveaddress,MODBUSaddress,count,RW）＝MODBUS/自由口未使能＝MODBUS正在忙于其他恳求＝响应错误（响应不是恳求的操作）＝响应CRC校验和错误-101＝从站不支持恳求的功能102＝从站不支持数据地点103＝从站不支持此种数据种类104＝从站设施故障105＝从站接受了信息，可是响应被延缓106＝从站忙，拒绝了该信息107＝从站拒绝了信息108＝从站储蓄器奇偶错误常有的错误：假如多个MBUS_MSG指令同时使能会造成6号错误从站delay参数设的时间过长会造成主站3号错误从站掉电或不运行，网络故障都会造成主站3号错误3.在CPU的V数据区中为库指令分派储蓄区（LibraryMemory）MODBUSMaster指令库需要一个284个字节的全局V储蓄区。西门子S7200PLCMODBUS支持的功能码功能码描绘第6页，共9页读取单个/多个线圈的实质输出状态。功能1返回随意数量输出点的接通/1断开状态（Q）。读取单个/多个线圈的实质输入状态。功能2返回随意数量的输入点的接通2/断开状态（I）多个保持存放器。功能3返回V储蓄器的内容。保持存放器在MODBUS下3是字种类，在一个恳求中最多可读120个字。4读单个/多个输入存放器，返回模拟输入值。写单个线圈（实质输出）。功能5将实质输出点设置为指定值。该输出点不5是被逼迫，用户程序能够重写由MODBUS的恳求而写入的值。写单个保持存放器。功能6写一个单个保持存放器的值到S7-200的V储蓄6区。写多个线圈（实质输出）。功能15写多个实质输出值到S7-200的Q映像区。初步输出点必然是一个字节的开始（如Q0.0或Q2.0），而且要写得输出的数量是8的倍数。这是MODBUS从站协议指令的限制。这些点不是被逼迫，用户程序能够重写由MODBUS的恳求而写入的值。写多个保持存放器。功能16写多个保持存放器到S7-200的V区。在一个恳求中最多可写120字。例国产精驱变频器与S7200CPU224XPPLC通讯（1）设置变频器的通讯参数参数设置值说明P0.014启动命令改为第7页，共9页串行通讯P0.032频次给定改为串行通讯P3.091339600波特率无奇偶校验P3.103从站地点3硬件接线S7200通讯口1第3脚-----RS485+第8脚----RS485-初始化程序变频器的控制地点，因为变频器控制地点为2000H，因此换位10进制为8192，MUDBUS地点40001开头，需要加1，控制地点为8193，功能码4为读写存放器，因为启动变频器的控制命令为17，因此传达17到VW200则启动变频器(5)设置变频器的给定频次变频器的通讯控制字节西门子通讯MUDBUS协议在工控上使用最宽泛的一种协议，具备以下几个特点1）使用简单，利用MUDBUS库文件简单的几条指令就能实现与智能仪表，变频器，第8页，共9页打印机等设施进行通讯，且无需加其他硬件上的成本MODBUS总线宽泛应用于仪器仪表、智能高低压电器、变送器、可编程控制器、人机界面、变频器、现场智能设施等诸多领域。MODBUS与其他的现场总线和工业网络比较有以下几个显然特点:2）标准、开放:用户能够免费放心的使用MODBUS协议，不用缴纳赞同花销，不会波及入侵知识产权。当前支持MODBUS的厂一家超出400家，支持MODBUS的产品超出600种。在中国，MODBUS已经成为国家标准GB/T19582-2008。据不完好统计：截止到2007年MODBUS的节点安装数量已经超出了1000万个。3）应用宽泛：凡MODBUS协议设施拥有RS232/485接口的都能够使用本产品实现与现场总线PROFIBUS的互连。如：拥有MODBUS协议接口的变频器、智能高低压电器、电机启动保护装置、电量测量装置、智能现场测量设施、各样变送器及仪表等。4）MODBUS能够支持好多种类的电气接口：MODBUS总线协议采用主站查问从站的方式，物理接口能够是RS