G120 变频器技术及应用 课件 5.5 MODBUS网络通信

5.5

MODBUS网络通信讲授内容5.5.1MODBUS通信简介5.5.2S7-1200PLC与G120变频器的MODBUS通信5.5.3S7-200SMARTPLC与G120变频器的MODBUS通信5.5.1MODBUS通信简介1、Modbus协议介绍Modbus是MODICON公司于1979年开发的一种通信协议，是一种工业现场总线协议标准。Modbus协议是一项应用层报文传输协议，包括ModbusASCII、ModbusRTU和ModbusTCP三种报文类型。标准的Modbus协议物理层接口有RS232、RS422、RS485和以太网口。Modbus串行通信采用Master/Slave（主/从）方式通信，是请求/应答机制的通信协议。2、ModbusRTU的报文格式Modbus在串行通信时，比较常用ModbusRTU，它采用循环冗余校验（CRC）来保证报文的正确性。两条报文之间至少有3.5个字符传输时间的空闲间隔。ModbusRTU报文格式如下图所示，包括1个起始位、8位数据位、1个校验位和1个停止位。5.5.1MODBUS通信简介5.5.13、Modbus的功能码SINAMICSG120变频器目前支持的功能码为FC03（读单个或多个寄存器）和FC06（写单个寄存器）。MODBUS通信简介5.5.14、Modbus的地址（寄存器）Modbus地址通常是包含数据类型和偏移量的5个字符值。第一个字符确定数据类型，后面四个字符选择数据类型内的正确数值。PLC等对G120/S120变频器的访问是通过访问相应的寄存器（地址）实现的。这些寄存器是变频器厂家依据Modbus定义的。如寄存器40345代表G120变频器的实际电流值。G120变频器常用的寄存器（地址）如下。MODBUS通信简介5.5.1MODBUS通信简介5.5.1MODBUS通信简介5.5.2S7-1200PLC与G120变频器的MODBUS通信【例5-7】用一台西门子S7-1200PLC通过Modbus通信方式对G120变频器进行控制，实现对一台变频器所驱动的电动机控制（包括启停、正反转控制、转速给定等）。电动机的额定参数：额定功率0.37kW、额定电压380V、额定电流0.3A、额定转速1430rpm、额定频率50Hz。1、软硬件配置1）1套TIAPortalV16和StartdriveV16软件；2）1台G120变频器控制单元为CU240E-2；3）1台CPU1214C和CM1241（RS422/RS485）或CM1241（RS485）；4）1根屏蔽双绞线；5）1台电动机；6）1台装有上述两软件的计算机5.5.2S7-1200PLC与G120变频器的MODBUS通信2、硬件连接S7-1200PLC与G120之间通过只有一端带有连接器头的双绞线电缆相连接。5.5.2S7-1200PLC与G120变频器的MODBUS通信3、硬件组态1）创建项目2）添加新设备5.5.2S7-1200PLC与G120变频器的MODBUS通信3）配置CM1241（RS422/485）串口5.5.2S7-1200PLC与G120变频器的MODBUS通信4、设置G120变频器参数变频器参数设定值单位说

明p00101/0－先设置1设置0p001521－接口宏21（Modbus通信也是接口宏21）p0304380V电动机的额定电压p03050.3A电动机的额定电流p03070.37kW电动机的额定功率p031050.00Hz电动机的额定频率p03111430r/min电动机的额定转速p20206－Modbus通信波特率，6为9600bit/sp20212－Modbus地址p20222－Modbus通信PZD长度，默认值为2p20302－2为Modbus通信协议p20310－无校验（1为奇校验，2为偶校验）p20401000ms总线监控时间（可以设置此值的上限值，或设置为0不监控）5.5.2S7-1200PLC与G120变频器的MODBUS通信5、通信指令（1）MB_COMM_LOAD指令说明如下：1）REQ：在上升执行指令。2）PORT：硬件标识符。3）BAUD：波特率选择。4）PARITY：奇偶校验选择。0—无，1—奇校验，2—偶检验。5）MB_DB：MB_MASTER或MB_SLAVE指令的背景数据块的引用。6）DONE：指令的执行已完成，且为无错。7）ERROR：是否出错。0—无错误，1—有错误，在STATUS中输出错误代码。8）STATUS：错误代码。使用MB_COMM_LOAD指令时注意：波特率和奇偶校验必须与变频器和串行通信模块硬件组态一致。通常运行一次即可，但波特率等修改后，需要再次运行。当PROFINET或PROFIBUS分布式I/O机架上的串行通信模块与设备进行MODBUS通信时，需要循环调用此指令。5.5.2S7-1200PLC与G120变频器的MODBUS通信（2）MB_MASTER指令说明如下：1）REQ：请求输入。0—无请示，1—请求将数据发送到从站。2）MB_ADDR：Modbus站地址。3）MODE：模式选择，指定请示类型。0—读取，1—写入（具体在相关手册或系统帮助信息）。4）DATA_ADDR：从站中数据的寄存器地址。5）DATA_LEN：数据长度。如果是写入模式，数据长度只能设置为1。6）DATA_PTR：从站寄存器对应的读取到的数据或向其写入的数据。7）DONE：0—事务未完成，1—事务完成且无任何错误。8）BUSY：0—当前没有事务在处理中，1—事务正在处理中。9）ERROR：是否出错。0—无错误，1—有错误，在STATUS中输出错误代码。10）STATUS：错误代码。5.5.2S7-1200PLC与G120变频器的MODBUS通信6、编写程序5.5.3【例5-8】用一台西门子S7-200SMARTPLC通过Modbus通信方式对G120变频器进行控制，实现对一台变频器所驱动的电动机控制（包括启停、转速给定、上升和下降时间的读写等）。电动机的额定参数：额定功率0.37kW、额定电压380V、额定电流0.3A、额定转速1430rpm、额定频率50Hz。通信指令S7-200SMARTPLC与G120变频器的MODBUS通信5.5.3S7-200SMARTPLC与G120变频器的MODBUS通信（1）MBUS_CTRL

指令说明如下：1）EN：指令使能；2）Mode：通信协议选择，0—PPI通信，1—MODBUS通信；3）Baud：通信波特率，支持的波特率有（单位：bps）1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600和115200；4）Parity：字符校验，0—无校验，1—奇校验，2—偶校验；5）Port：端口号，0—CPU中集成的RS485，1—可选CM01信号板上的RS485或RS232；6）Timeout：超时（单位：ms），从站响应时间，超时值可以设置为1ms到32767ms之间的任何值。典型值是1000ms(1s)。“超时”参数应设置得足够大，以便从站设备有时间在所选的波特率下做出响应。若在该时间内没有收到从站的响应报文，则MBUS_MSG指令可能报错误代码3或7；7）Done：完成标志位，0—执行未完成，1—执行完成；8）Error：错误代码，0—无错误，1—奇偶校验错误，2—波特率错误，3—超时错误，4—模式选择错误；9—端口号错误，10—信号板端口1缺失或未组态；5.5.3S7-200SMARTPLC与G120变频器的MODBUS通信（2）MBUS_MSGMBUS_MSG指令用来用来完成一次通信过程，包括请求报文的发送和响应报文的接收。同一时间只能有一个MBUS_MSG指令被调用。5.5.3S7-200SMARTPLC与G120变频器的MODBUS通信（2）MBUS_MSG指令说明如下：1）EN：指令使能；2）First：请求新的读写任务时需要给该端子一个上升沿；3）Slave：Modbus从站设备的地址。允许范围为0

至247。地址0是广播地址。仅将地址0用于写入请求。系统不会响应对地址0的广播请求。并非所有从站设备都支持广播地址。S7-200SMARTModbus从站库不支持广播地址；4）RW：读写命令。0—读，1—写；5）Addr：请求寄存器地址；6）Count：请求寄存器数量。受SINAMICSG120变频器的限制，写请求（RW=1）时该端子只能为1；7）DataPtr：读写数据的存储地址，指针形式；8）Done：完成标志位，0—执行未完成，1—执行完成；9）Error：错误代码，0—无错，其他值表示有错误，读者可参考相关手册或指令帮助信息。5.5.3S7-200SMARTPLC与G120变频器的MODBUS通信2、软硬件配置1）1套STEP7-MicroWINSMART软件；2）1台G120变频器控制单元为CU240E-2；3）1台S7-200SMARTPLC；4）1根屏蔽双绞线；5）1台电动机；6）1台装有上述编程软件的计算机3、硬件连接S7-200SMARTPL