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【每周一话 助力成长】200smart与G120做MODBUS-RTU通讯
发布时间:2022-11-30



01

系统配置:

1.1安装 Step7 Micro/Win SMART software(含 Modbus协议库)的PC机,本例中使用的是Step7 Micro-Win SMART V2.7。 

1.2 打开编程软件STEP7-MicroWIN SMART。

1.3 点开库,我们会看到有两个ModbusRTU Master文件夹。

1.2.png

1.2图

1.3.png

1.3图



      MUS_CTRL和MB_CTRL2具有相同的作用和参数。如果一个CPU有两个主站的情况下MBUS_CTRL用于第一个ModbusRTU 主站。MB_CTRL2用于第二个ModbusRTU 主站。相应地,MBUS_MSG和MBUS_CTRL一同用于第一个ModbusRTU 主站。MB_MSG2和MB_CTRL2一同用于第二个ModbusRTU 主站。

      我们在硬件上会看到CPU本身集成了一个RS485口,我们还可以通过扩展的方式扩一个RS485通讯板。(红色方框是本身集成的,蓝色方框是扩展的)。


1.png




02

硬件配置:

2.1 硬件要求

G120配备CU240E-2控制单元的变频器一台、异步电机一台、S7-200 SMART PLC 一台、标准DRIVE-CLIQ电缆一根、双绞屏蔽电缆一根。本例中,使用的G120的控制单元CU240E-2固件版本V4.6。

2.2  CU240E-2控制单元接口

CU240E-2控制单元端子排如图下图,RS485接口在控制单元的底部,共有5个接线端子,其中从左到右,2号端子为RS485P,3号端子为RS485N,这两端子用于通信数据的发送和接收。  

 2.3  G120与200SMART硬件连线。


2.2.png

2.2图

2.3.png

2.3图

      S7-200 SMART作为Modbus通信主站,其通信端口和变频器从站的接线如图 ,在通信网络的首、末端需要使用终端电阻。对于S7-200 SMART,需要在通信端口端子 3和8之间连接一阻值为120欧姆的电阻。对于变频器,把通 信网络末端的CU240E-2终端电阻拨码开关拨到ON位置即可;中间位置的 CU240E-2,终端电阻拨码开关必须拨到OFF位置。



03

通信设置:

 3.1 设置通讯接口

使用 PLC 以太网接口和 DRIVE-CLIQ 电缆,设置通信接口。

第一步:双击“通信”,弹出“通信”设置窗口;

第二步:选择网络接口卡,设置为“ICP/IP.AUTO.1”,系统会自动收索 CPU。

 3.2 建立PC与PLC之间连接

选择“网络接口”后自动搜索到 CPU. 

第一步:搜索到 CPU 后,选择搜索到的 CPU,点击 CPU 的”IP 地址”。

第二步:点击“ 确定 ” 按钮,完成网络连接。


3.1.png

3.1图

3.2.png

3.2


04

变频器参数设置:

4.1 变频器地址设置

      变频器的 MODBUS 通信地址可以通过控制单元上的总线地址拨码开关进行设置。

     当地址拨码开关的位置都为 OFF 时,也可用过参数 P2021 进行设置。(说明:改变地址后需重新上电后才能生效)

4.2变频器参数设置

    对变频器一些基本的通信参数进行设置,才可以进行 MODBUS 通信。 

4.3 G120 常用寄存器说明

       G120 变频器常用寄存器介绍,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,请参见 G120 操作手册 。


4.1.png

4.1图

4.2.png

4.2图

4.3.png

4.3图


05

PLC 编程

5.1 初始化程序

使用 MODBUS 协议的初始化模块 MBUS_CTRL,初始化 S7-200 SMART 的CPU 端口专用于 MODBUS 主站通信。


5.png

5.1图

功能块说明:

注:此处以及下文的“功能块说明”仅介绍了功能块内的主要管脚功能,未说明的管脚功能,请参考 Step7 Micro-Win SMART V2.0 软件的帮助文件。

EN 使能:必须保证每一扫描周期都被使能(使用 SM0.0) 。

Mode 模式:为 1 时,使能 Modbus 协议功能;为 0 时恢复为系统 PPI 协议 。

Baud 波特率:支持的通讯波特率为 4800,9600,19200 ,此处设置 9600。

Parity 校验:校验方式选择 (G120 采用偶校验)

0=无校验

1=奇较验

2=偶较验

Port 端口:设置物理通信端口(0 = CPU 中集成的 RS-485,1 = 可选 CM01 信号板上的 RS-485 或 RS-232)。

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),允许设置的范围为 1 - 32767。注意:这个值必须设置足够大以保证从站有时间响应。

Done 完成位:初始化完成,此位会自动置 1。

Error:初始化错误代码。

(注意:MBUS_CTRL指令,要写在主站里,一个主站只要写一条即可。波特率和奇偶校验要与从站的设定一致。)


05

P

5.2 主站读写功能块

5.2.1 写控制字


5.2.2.png

5.2.1图

功能块说明:

注:此处以及下文的“功能块说明”仅介绍了功能块内的主要管脚功能,未说明的管脚功能,请参考 Step7 Micro-Win SMART V2.0 软件的帮助文件。

EN 使能:同一时刻只能有一个读写功能(即 MBUS_MSG)使能 。

注意:G120 对于写指令同一时刻只运行对一个保持寄存器操作;读指令同一时刻最大允许操作 125 个保持寄存器。

First 读写请求位:每一个新的读写请求必须使用脉冲触发。

Slave 从站地址:可选择的范围 1 - 247 。

RW 请求方式:0 = 读, 1 = 写 。

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)。

DataPtr 数据指针:1. 如果是读指令,读回的数据放到这个数据区中 ;

2. 如果是写指令,写出的数据放到这个数据区中 。

Done 完成位:读写功能完成位 。

Error 错误代码:只有在 Done 位为 1 时,错误代码才有效。

常用的控制字:

047E :运行准备

047F :正转启动

0C7F :反转启动

04FE :故障确认


05

P

5.2 主站读写功能块

5.2.2写速度设定值

5.2.3 读状态字和速度实际值

5.2.4 读取斜坡时间

5.2.4 读取斜坡时间   

5.2.5 写斜坡下降时间


5.2.2.png

5.2.2图

5.2.3.png

5.2.3

5.2.4.png

5.2.4

5.2.5.png

5.2.5


06

分配库存储区

   在编译程序之前,首先要为 Modbus 库分配可用的全局 V 存储器地址。

第一步:选择 “程序块” ->“ 库” 右键,选择“库存储区”;

第二步:点击 “建议地址”, 选择 V 存储器的地址;

第三步:点击 “确定”退出。



6.png

6


07


调试程序:

程序编辑完成后,要调试程序。

第一步:点击“保存“,保存好编辑的程序;

第二步:点击“编译“,编译程序;

第三步:点击“下载“,把程序下载到 PLC 的 CPU 当中;

第四步:点击“运行“,启动程序。



7.png

7


08


监控状态表

通过监控状态表,可以修改过程数据和监控过程数据的变化状态。


8.png

8图

控制字:VW100=16#047F 说明启动命令已经给了。

状态字:VW300=16#EF37 说明变频器的状态,参见 r0052。

主设定值:VW200=16#1000 说明速度设定值已经给了,16#0-4000 对应转速0-P2000 的值。

速度实际值:VW302=16#1000 说明电机实际转速已经运行到 375rpm。

斜坡上升时间:VW400=1000,从寄存器列表中可以看到 40322 的寄存器的定标系数是 100,所以参数 P1120=1000/100=10。

斜坡下降时间:VW402=2000,读的下降时间;VW500=2000,设定的下降时间;VW402=VW500,说明写指令已经生效。从寄存器列表中可以看到 40323的寄存器的定标系数是100,所以参数 P1121=2000/100=20。


     关于200smart与G120做MODBUS-RTU通讯的内容今天就讲完啦,如有疑问可以公众号留言,我们下期再见!



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