西門子PLC模塊6ES7212-1AE40-0XB0

S7-1200 Modbus RTU 通信概述

Modbus具有兩種串行傳輸模式：分別為ASCII和RTU,。Modbus是一種單主站的主從通信模式,，Modbus網(wǎng)絡(luò)上只能有一個主站存在，主站在Modbus網(wǎng)絡(luò)上沒有地址,，每個從站必須有***的地址,，從站的地址范圍為0 - 247，其中0為廣播地址,，從站的實際地址范圍為1 - 247,。

Modbus RTU通信以主從的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，在傳輸?shù)倪^程中Modbus RTU主站是主動方,，即主站發(fā)送數(shù)據(jù)請求報文到從站,，Modbus RTU從站返回響應(yīng)報文。

S7-1200以下模塊支持 Modbus RTU通信：

注意： 
1. 使用通信模塊CM 1241 RS232作為Modbus RTU主站時,，只能與一個從站通訊,。 
2. 使用通信模塊CM 1241 RS485作為Modbus RTU主站時，則允許建立***與 32 個從站的通訊,。 
3. 使用通信板CB 1241 RS485時,，CPU 固件必須為 V2.0 或更高版本，且使用軟件必須為STEP 7 Basic V11 或STEP 7 Professional V11 以上更高版本,。

S7-1200 Modbus RTU 指令

隨著 TIA PORATL 軟件和 S7-1200 CPU 固件的不斷更新,，S7-1200 Modbus RTU 指令也出現(xiàn)了不同的版本。 用戶需要根據(jù)使用的軟件和硬件,，正確選擇使用符合要求的 S7-1200 Modbus RTU 指令來實現(xiàn) Modbus RTU 通信,。

軟件，硬件要求和指令版本說明如下,。

軟件 STEP 7 V11 中的 S7-1200 Modbus RTU 指令

軟件 STEP 7 V11版本開始,，可以從“指令”→“通信處理器”→“MODBUS”下直接調(diào)用 “MB_COMM_LOAD”和“MB_MASTER”或“MB_SL***E”指令，如下圖1所示：

圖1 Modbus RTU指令

Modbus RTU指令有兩個版本：分別為V1 和V2,。版本V1***在 STEP 7 Basic V10.5 中提供,；版本V2 在 STEP 7 Basic/Professional V11 中提供。

軟件 STEP 7 V13 SP1 中的 S7-1200 Modbus RTU 指令

TIA V13 SP1版本軟件中提供了2個版本的 Modbus RTU指令。如下圖 2 所示：

• 早期版本的 Modbus RTU 指令（圖2. 中 MODBUS (V2.2)）僅可通過 CM1241 通信模塊或 CB1241 通信板進行 Modbus RTU 通信,。
• 新版本的 Modbus RTU 指令（圖2. 中 MODBUS(RTU) V3.0）擴展了 Modbus RTU 的功能,，該指令除了支持 CM1241 通信模塊、CB1241 通信板,，還支持 PROFINET 或 PROFIBUS 分布式 I/O 機架上的 PTP 通信模塊實現(xiàn)

西門子PLC模塊6ES7212-1AE40-0XB0

優(yōu)勢

　　整合

　　SIMATIC HMI 基礎(chǔ)面板的性能經(jīng)過優(yōu)化,，旨在與這個新控制器以及強大的集成工程組態(tài)兼容，可確保實現(xiàn)簡化開發(fā),、快速啟動,、監(jiān)控和高等級的可用性。正是這些產(chǎn)品之間的相互協(xié)同及其創(chuàng)新性的功能,，幫助您將小型自動化系統(tǒng)的效率提升到一個未有的水平 [3] ,。

　　用于可擴展設(shè)計中緊湊自動化的模塊化概念。

　　實現(xiàn)了通信簡便,，有效的技術(shù)任務(wù)解決方案,，并*一系列的獨立自動化系統(tǒng)的應(yīng)用需求。

　　在工程組態(tài)中實現(xiàn)高效率.

　　使用*集成的新工程組態(tài)SIMATICSTEP 7 Basic,，并借助 SIMATIC WinCC Basic 對 SIMATIC S7-1200 進行編程,。SIMATIC STEP 7 Basic 的設(shè)計理念是直觀、易學和易用,。這種設(shè)計理念可以使您在工程組態(tài)中實現(xiàn)高效率,。一些智能功能，例如直觀編輯器,、拖放功能和“IntelliSense”（智能感知）工具,，能讓您的工程進行的更加迅速。這款新軟件的體系結(jié)構(gòu)源于對未來創(chuàng)新的不斷追求,，西門子在軟件開發(fā)領(lǐng)域已經(jīng)有很多年的經(jīng)驗,，因此 SIMATIC STEP 7 的設(shè)計是以未來為導向的 [4] 。

　　設(shè)計和功能

　　SIMATIC S7-1200 CPU [5]

　　SIMATIC S7-1200 系統(tǒng)有五種不同模塊,，分別為 CPU 1211C,、CPU 1212C 、 CPU 1214C,、CPU1215C和CPU1217C,。其中的每一種模塊都可以進行擴展，以*您的系統(tǒng)需要,?？稍谌魏?CPU 的前方加入一個信號板，輕松擴展數(shù)字或模擬量 I/O,，同時不影響控制器的實際大小,?？蓪⑿盘柲K連接至 CPU 的右側(cè)，進一步擴展數(shù)字量或模擬量 I/O 容量,。CPU 1212C 可連接 2 個信號模塊,，CPU 1214C 、CPU1215C和CPU1217C可連接 8 個信號模塊,。后,，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左側(cè)均可連接多達 3 個通訊模塊，便于實現(xiàn)端到端的串行通訊,。

　　安裝簡單方便 [6]

　　所有的SIMATIC S7-1200 硬件都有內(nèi)置的卡扣,，可簡單方便地安裝在標準的 35 mm DIN 導軌上。這些內(nèi)置的卡扣也可以卡入到已擴展的位置,，當需要安裝面板時,，可提供安裝孔。SIMATIC S7-1200 硬件可以安裝在水平或豎直的位置,，為您提供其它安裝選項,。這些集成的功能在安裝過程中為用戶提供了靈活性,，并使 SIMATIC S7-1200 為各種應(yīng)用提供了實用的解決方案,。.

　　[6] 節(jié)省空間的設(shè)計

　　所有的SIMATIC S7-1200 硬件都經(jīng)過專門設(shè)計，以節(jié)省控制面板的空間,。例如,，經(jīng)過測量，CPU 1214C 的寬度僅為 110 mm,，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的寬度僅為 90 mm,。結(jié)合通信模塊和信號模塊的較小占用空間，在安裝過程中,，該模塊化的緊湊系統(tǒng)節(jié)省了寶貴的空間,，為您提供了高效率和靈活性。

　　SIMATIC S7-1200

　　可擴展的緊湊自動化的模塊化概念 [6]

　　它實現(xiàn)了簡便的通信,、有效的技術(shù)任務(wù)解決方案,，并能*一系列的獨立自動化需求。

　　亮點

　　可擴展性強,、靈活度高的設(shè)計

　　信號模塊： [7]

　　CPU 多可連接八個信號模塊,，以便支持其它數(shù)字量和模擬量 I/O。

　　信號板： [6]

　　可將一個信號板連接至所有的CPU,，讓您通過在控制器上添加數(shù)字量或模擬量 I/O 來自定義 CPU,，同時不影響其實際大小。SIMATIC S7-1200 提供的模塊化概念可讓您設(shè)計控制器系統(tǒng),，以*您應(yīng)用的需求,。

　　內(nèi)存

　　為用戶程序和用戶數(shù)據(jù)之間的浮動邊界提供多達50 KB 的集成工作內(nèi)存,。同時提供多達 2 MB 的集成加載內(nèi)存和 2 KB 的集成記憶內(nèi)存?？蛇x的 SIMATIC 存儲卡可輕松轉(zhuǎn)移程序供多個 CPU 使用,。該存儲卡也可用于存儲其它文件或更新控制器系統(tǒng)固件[6] 。

　　集成的PROFINET 接口

　　集成的PROFINET 接口用于進行編程以及 HMI 和 PLC-to-PLC 通信,。另外,，該接口支持使用開放以太網(wǎng)協(xié)議的第三方設(shè)備。該接口具有自動糾錯功能的 RJ45 連接器,，并提供 10/100 兆比特/秒的數(shù)據(jù)傳輸速率,。它支持多達 16 個以太網(wǎng)連接以及以下協(xié)議：TCP/IP native、ISO on TCP 和 S7 通信,。

　　SIMATIC S7-1200 集成技術(shù)

　　SIMATIC S7-1200 具有用于進行計算和測量,、閉環(huán)回路控制和運動控制的集成技術(shù)，是一個功能非常強大的系統(tǒng),，可以實現(xiàn)多種類型的自動化任務(wù) [8] ,。

　　用于速度、位置或占空比控制的高速輸出 [9]

　　SIMATIC S7-1200 控制器集成了兩個高速輸出,，可用作脈沖序列輸出或調(diào)諧脈沖寬度的輸出,。當作為 PTO 進行組態(tài)時，以高達 100 千赫的速度 提供50% 的占空比脈沖序列,，用于控制步進馬達和伺服驅(qū)動器的開環(huán)回路速度和位置,。使用其中兩個高速計數(shù)器在內(nèi)部提供對脈沖序列輸出的反饋。當作為PWM 輸出進行組態(tài)時,，將提供帶有可變占空比的固定周期數(shù)輸出,，用于控制馬達的速度、閥門的位置或發(fā)熱組件的占空比,。

　　PLCopen 運動功能塊

　　SIMATIC S7-1200 支持控制步進馬達和伺服驅(qū)動器的開環(huán)回路速度和位置,。使用軸技術(shù)對象和國際認可的 PLCopen 運動功能塊，在工程組態(tài) SIMATIC STEP 7 Basic 中可輕松組態(tài)該功能,。除了“home”和“jog”功能,，也支持移動、相對移動和速度移動,。

　　驅(qū)動調(diào)試控制面板 [9]

　　工程組態(tài)SIMATIC STEP 7 Basic 中隨附的驅(qū)動調(diào)試控制面板,，簡化了步進馬達和伺服驅(qū)動器的啟動和調(diào)試操作。

　　它提供了單個運動軸的自動控制和手動控制,，以及在線診斷信息,。

　　用于閉環(huán)回路控制的PID 功能 [9]

　　SIMATIC S7-1200 多可支持 16 個 PID 控制回路，用于簡單的過程控制應(yīng)用,。借助 PID 控制器技術(shù)對象和工程組態(tài)SIMATIC STEP 7 Basic 中提供的支持編輯器,，可輕松組態(tài)這些控制回路,。另外，SIMATIC S7-1200 支持 PID 自動調(diào)整功能,，可自動為節(jié)省時間,、積分時間和微分時間計算調(diào)整值。

　　PID 調(diào)試控制面板 [9]

　　SIMATIC STEP 7 Basic 中隨附的 PID 調(diào)試控制面板,，簡化了回路調(diào)整過程,。它為單個控制回路提供了自動調(diào)整和手動控制功能，同時為調(diào)整過程提供了圖形化的趨勢視圖,。

　　SIMATIC S7-1200硬件創(chuàng)新…

　　集成Profinet / Ethernet 端口 – [10]

　　不需要專用編程電纜和以太網(wǎng)擴展模塊,，減少了安裝空間和成本。

　　信號板的概念– [9]

　　信號板可以增加額外的I / O點,，而不必要改變CPU的體積,；例如僅僅需要一路熱電阻傳感器信號的輸入，通過信號板就可以完成,。

　　CPU本體集成數(shù)字量I/O,，模擬量I/O和運動控制I/O – [9]

　　不需要額外的硬件擴展，減少了PLC安裝空間和成本,。

　　SIMATIC S7-1200軟件創(chuàng)新…

　　Step7 Basic是針對邏輯控制,，HMI和網(wǎng)絡(luò)通信功能進行開發(fā)的通用型編輯器 – [11]

　　所有向?qū)Вぞ邨l和菜單具有相似的可視化效果,，易于學習與維護可節(jié)約使用者大量時間,。

　　自動檢測和上載的概念–

　　在設(shè)計階段,，硬件組態(tài)簡單快速,，所有文檔存儲于CPU中，包括符號,，注釋,，描述，易于維護,。

　　無需其它軟件工具–

　　具有PID控制環(huán)節(jié)自整定功能,，應(yīng)用PLCopen 架構(gòu)的運動控制功能，這些功能都嵌入到工程軟件包括用戶程序中,。

　　SIMATIC S7-1200新特性…

　　[9] 安全集成 –

　　未經(jīng)授權(quán)不能修改代碼或過程量,，提高操作的安全性。

　　[9] 作為通信模塊與主站鏈接 –

　　集成的通訊接口能夠快速,、簡單的與設(shè)備建立鏈接,，比如SIRIUS軟啟動器和RFID識別器。

　　[9] 專有技術(shù)保護 –

　　通過密碼保護,，未經(jīng)授權(quán)的第三方無法打開你的程序和算法,。

　　[9] 智能IO設(shè)備 –

　　通過簡單的組態(tài),，利用對I/O映射區(qū)的讀寫操作，使S7-1200 控制器搭建成（實現(xiàn)）主從結(jié)構(gòu)的分布式I/O應(yīng)用,。

　　[9] 集成跟蹤功能 –

　　為了高效調(diào)試,、快速的解決現(xiàn)場遇到的問題，S7-1200 新發(fā)布的V4.0版本集成了功能強大的信號示蹤與分析工具,，可以分析CPU所有的變量,，標簽，模擬量和數(shù)字量信號,。

　　[9] 配方功能 –

　　直接存儲在CPU的內(nèi)部存儲器或擴展存儲器中,。

　　[9] DB塊的在線–

　　CPU在RUN 模式下，可以下載已修改的數(shù)據(jù)塊,。

　　[9] RFID和條碼識別 –

　　通過擴展RF120C模塊能夠讓S7-1200集成有 [12] RFID和條碼識別功能,。

　　集成WEB服務(wù)器

　　以訪問系統(tǒng)和過程信息，以及識別數(shù)據(jù)

　　具有系統(tǒng)診斷功能

　　通信參數(shù)診斷和分析

　　可以通過符號表和自定義符號方式,，訪問過程數(shù)據(jù)

　　用戶可自定義Web頁面

　　固件升級

　　[9] 數(shù)據(jù)日志

　　可以從Web 服務(wù)器的“文件瀏覽器”頁面打開,、編輯、保存,、重命名或刪除數(shù)據(jù)日志文件,。數(shù)據(jù)日志文件按照標準 CSV 格式存儲。

　　可以記錄用戶自定義符號,。

　　通訊

　　PROFINET I/O作為所有控制器的接口標準,，用于現(xiàn)場通信；同時也支持TCP/IP標準通信方式 [13] ,。

　　通過PN網(wǎng)絡(luò),，可以進行固件升級。

　　智能IO設(shè)備（I-Device ）,。

　　標準的Web服務(wù)器功能,，用戶可自定義Web網(wǎng)頁，可以獲取控制和診斷信息,。

　　針對控制器和通訊模塊的編程非常簡單,。

　　新模塊S7-1217C和已有模塊S7-1215C都具有第二個PROFINET接口，可以同時連接HMI,，I/O,，驅(qū)動和編程計算機