西門子模塊6GK7243-1EX01-0XE0 西門子模塊6GK7243-1EX01-0XE0
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概述
在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中,,很多儀表和設(shè)備僅支持Modbus RTU的通訊協(xié)議,,第三方儀表可以做Modbus主站或從站,,西門子的通訊模塊CP341 / CP441-2 通過(guò)Dongle(硬件狗)可以擴(kuò)展該協(xié)議,S7-200 集成的口可以支持自由口通訊,,通過(guò)指令庫(kù)也可以方便的實(shí)現(xiàn)Modbus RTU通訊。本文以S7-200作為Modbus 主站,,CP341作為Modbus 從站,,實(shí)現(xiàn)Modbus RTU通訊,闡述兩者在通訊方面的設(shè)置和注意事項(xiàng),。
2. 軟件環(huán)境
2.1 STEP7 V5.4 SP4
用于編寫(xiě) S7-300/400程序,,此軟件需要從西門子購(gòu)買,本文檔中的300的程序是使用Step7 V5.4 SP4的軟件編寫(xiě),。
2.2 CP PTP Param V5.1 SP11
串行通訊模板的驅(qū)動(dòng)程序,,安裝此驅(qū)動(dòng)后才能對(duì)PtP模板進(jìn)行參數(shù)配置,并在Step7中集成通訊編程需要使用的功能塊,。此驅(qū)動(dòng)隨購(gòu)買模板一起提供,,也可以從以下的鏈接:27013524
2.3 CP PTP Modbus Sl V3.1 SP7
CP341或CP441-2用于Modbus從站時(shí),需要安裝此驅(qū)動(dòng)協(xié)議,,但安裝之前必須先安裝PtP Driver,,此驅(qū)動(dòng)可以在購(gòu)買Modbus Dongle時(shí)選擇購(gòu)買,
2.4 STEP7 Micro/WIN V4.0 SP6
用于S7-200編程的軟件,,本文檔中的200的程序是使用Step7 Micro/win 的軟件編寫(xiě),。
2.5 Toolbox_V32-STEP 7-Micro WIN 32 Instruction Library
S7-200實(shí)現(xiàn)Modbus RTU功能,可以使用Modbus的指令庫(kù),,要使用西門子的標(biāo)準(zhǔn)指令庫(kù),,必須先安裝指令庫(kù)的軟件包 Instruction Library,安裝后,,可以在Step 7-Micro/WIN軟件的庫(kù)中找到Modbus相關(guān)的指令,,
3. 硬件列表和接線
3.1 硬件列表
S7-300從站 | CPU315-2DP | 6ES7 315-2AG10-0AB0 |
CP341 RS422/485 | 6ES7 341-1CH01-0AE0 |
Dongle | 6ES7 870-1AB01-0YA0 |
PC 適配器(USB) | 6ES7 972-0CB20-0xA0 |
S7-200主站 | CPU 224XP | 6ES7 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(xì)的信息可以參考CP341及S7-200通信接口的手冊(cè)。
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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(biāo)準(zhǔn)的RS-485半雙工串行通信口,,此串行字符通信的格式:1個(gè)起始位,;7/8位數(shù)據(jù)位;1位奇/偶/無(wú)校驗(yàn),;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(jìn)行自由口通訊,Modbus RTU指令庫(kù)就是使用自由口編程實(shí)現(xiàn)的,。
4.1.1 Modbus RTU主站庫(kù)
使用Modbus 主站指令庫(kù)時(shí)需要注意的幾點(diǎn):
- 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(kù)對(duì)CPU的版本有要求,CPU 的版本必須為 2.00 或者 2.01(即訂貨號(hào)為 6ES721*-***23-0BA*),;
- Modbus主站可讀/寫(xiě)的數(shù)據(jù)量為120個(gè)字(指每一個(gè) MBUS_MSG 指令),;
- Modbus 主站庫(kù)支持Port0和Port1(從站庫(kù)只支持Port0口),本例中用Port0,;
- 使用Modbus 庫(kù)時(shí)必須對(duì)庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行分配,,見(jiàn)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(huì)報(bào)錯(cuò),。
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圖4 庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)設(shè)置
- Modbus主站庫(kù)支持的功能碼和地址對(duì)應(yīng)關(guān)系:
Modbus 地址 | 讀 / 寫(xiě) | Modbus 從站須支持的功能 |
00001~09999 | 讀 | 功能1:讀輸出點(diǎn) |
數(shù)字量輸出 | 寫(xiě) | 功能5:寫(xiě)單個(gè)輸出點(diǎn) |
| 功能15:寫(xiě)多個(gè)輸出點(diǎn) |
10001~19999 | 讀 | 功能2:讀輸入點(diǎn) |
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(xiě) | 功能6:寫(xiě)單個(gè)寄存器 |
| 功能16:寫(xiě)多個(gè)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(shí),使用SM0.0調(diào)用MBUS_CTRL完成主站的參數(shù)初始化,,詳細(xì)見(jiàn)下表,,參數(shù)的說(shuō)明也可以從子程序的局部變量表中找到。
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圖5 Modbus RTU 主站初始化
圖中各參數(shù)含義如下
. 通訊測(cè)試
Modbus RTU格式通信協(xié)議是以主從的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?,在傳輸?shù)倪^(guò)程中主站是主動(dòng)方,,即主站發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求報(bào)文到從站,從站返回響應(yīng)報(bào)文,。Modbus 系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換是通過(guò)功能碼來(lái)控制