6SL3210-5BE15-5CV0西門子V20變頻器380V
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SINAMICS V20 380-480 V AC 三相交流 - 15/+ 10 % 47-6 標(biāo)稱功率 0.55 kW 有 60 秒 150 % 過載 集成過濾器 C3 I/O 接口：4 DI，2 DO， 2 AI，1 AA 現(xiàn)場(chǎng)總線：USS/MODBUS RTU 安裝有 BOP 防護(hù)等級(jí) IP20/UL 開放 尺寸：尺寸A 90x150x146（寬x高
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上海麗丞工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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西門子HMI人機(jī)界面：觸摸屏
西門子變頻器：MM420、MM430、MM440、G110、G120、6SE70
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TIA V13 SP1版本軟件中提供了2個(gè)版本的Modbus RTU指令：
圖1. 兩個(gè)版本Modbus RTU指令
早期版本的Modbus RTU指令（圖1. 中 MODBUS (V2.2)）僅可通過CM1241通信模塊或CB1241通信板進(jìn)行Modbus RTU通信。
新版本的 Modbus RTU指令（圖1. 中 MODBUS(RTU) V3.0）擴(kuò)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(jī)架上的PTP通信模塊實(shí)現(xiàn)Modbus RTU通信。
新版本 Modbus RTU指令所支持的PTP模塊如下圖2.所示：
圖2. 新版本 Modbus RTU指令所支持的PTP模塊
新版本Modbus RTU指令中包含Modbus RTU 主站指令和從站指令。本文以 CPU1217C+CM1241 RS422/485+ET200SP CM PTP 模塊為例，介紹新版本 Modbus RTU 指令主從通信的編程步驟。
其中CPU 機(jī)架CM1241 RS422/485作為Modbus RTU從站，分布式機(jī)架ET200SP 中 CMPTP 模塊作為Modbus RTU主站。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下：
圖3. Modubus RTU 網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)圖
本項(xiàng)目中使用到的硬件和軟件如下:
硬件：
① CPU1217C (訂貨號(hào)： 6ES7 217-1AG40-0XB0)，固件版本V4.1.3
② CM1241 RS422/485模塊 (訂貨號(hào)：6ES7 241-1CH32-0XB0)，固件版本V2.1
③ 24V 電源PS307（訂貨號(hào)：6ES7307-1KA02-0AA0）
④ ET200 SP IM155-6PN HF（訂貨號(hào)：6ES7155-6AU00-0CN0）
⑤ CM PTP模塊（訂貨號(hào)：6ES7137-6AA00-0BA0）
軟件：
① TIA V13 SP1 UP 9
打開設(shè)備視圖，添加S7-1200CPU，并在硬件目錄里找到“通信模塊”→“點(diǎn)到點(diǎn)”→“CM1241(RS422/485)”，拖拽此模塊至CPU左側(cè)即可，如下圖4.所示：
圖4. 添加 CM 1241 RS422/485模塊
注意：
固件版本>=V2.1 的CM 1241 RS422/485模塊，才支持新版本Modbus RTU指令。
接下來，在“設(shè)備視圖”中用鼠標(biāo)選中CM1241(RS422/485)模塊，在“屬性”→“端口組態(tài)”中配置此模塊硬件接口參數(shù)，
本例以傳輸率=9.6Kbps，奇偶校驗(yàn)=無奇偶校驗(yàn)，數(shù)據(jù)位=8位字符，停止位=1為例。如CM 1241 端口組態(tài)設(shè)置如下圖5.所示：
圖5. CM1241 RS422/485 模塊端口組態(tài)
最后在“硬件標(biāo)識(shí)符”里確認(rèn)一下硬件標(biāo)識(shí)符為269（該參數(shù)在程序編程中會(huì)被使用），如下圖6.所示：
圖6 硬件標(biāo)識(shí)符
另外，S7-1200 還提供了系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器功能，為了便于后續(xù)指令，建議使能該功能。在CPU “屬性”→“常規(guī)”→“系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器”使能系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器功能，如圖7. 所示。
圖7. 系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器功能
打開網(wǎng)絡(luò)視圖并拖入一個(gè)ET200SP站點(diǎn)，并將其分配給相應(yīng)的IO 控制器（本例CPU1217C 為 IO 控制器），如圖8.所示。
圖8. 插入ET200SP站點(diǎn)
在ET200SP的"設(shè)備視圖"環(huán)境下，為ET200SP 站點(diǎn)添加信號(hào)、通信模塊和服務(wù)器模塊，在本例中只添加了CM PTP模塊和服務(wù)器模塊。
注意：
ET200SP站點(diǎn)中，服務(wù)器模塊是必須組態(tài)的。服務(wù)器模塊隨接口模塊一起采購(gòu)，無需單獨(dú)購(gòu)買。
ET200SP接口模塊需要為其分配IP地址和Device Name， 有關(guān)ET200 SP 分布式IO 組態(tài)詳細(xì)步驟，請(qǐng)參考《ET200 SP 使用快速入門》，本例不再描述Profinet IO通信的相關(guān)設(shè)置與步驟。
《ET200 SP 使用快速入門》下載鏈接：
https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/78304711
在ET200SP"設(shè)備視圖"中用鼠標(biāo)選中CM PTP，在“屬性”→“常規(guī)”→“接口”→“操作模式”中配置此模塊硬件接口參數(shù)，
本例設(shè)定“指定工作模式"："半雙工（RS485）2線制操作"；"接收線路的初始狀態(tài)"："無"。如下圖9.所示：
圖9. CM PTP 操作模式
接下來，在“屬性”→“常規(guī)”→“接口”→“端口組態(tài)”中配置此模塊端口組態(tài)參數(shù)，
本例設(shè)定"協(xié)議"："Freeport/Modbus"；"端口參數(shù)"設(shè)置：傳輸率=9.6Kbps，奇偶校驗(yàn)=無奇偶校驗(yàn)，數(shù)據(jù)位=8位字符，停止位=1為例。端口組態(tài)設(shè)置如下圖10.所示：
圖10. CM PTP 端口組態(tài)
最后需要在“硬件標(biāo)識(shí)符”里確認(rèn)一下CM PTP 模塊硬件標(biāo)識(shí)符，該參數(shù)在程序編程中會(huì)被使用。
Modbus RTU主站編程需要調(diào)用Modbus_Comm_Load 指令和Modbus_Master 指令，其中Modbus_Comm_Load 指令通過 Modbus RTU 協(xié)議對(duì)通信模塊進(jìn)行組態(tài)，Modbus_Master 指令可通過由 Modbus_Comm_Load 指令組態(tài)的端口作為 Modbus 主站進(jìn)行通信， Modbus_Comm_Load 指令的 MB_DB 參數(shù)必須連接到 Modbus_Master 指令的（靜態(tài)）MB_DB 參數(shù)。
本例中分布式機(jī)架ET200SP 中 CM PTP 模塊作為Modbus RTU主站，其相關(guān)編程步驟如下：
圖11. 拖入Modbus RTU 主站指令
Modbus_Comm_Load指令各參數(shù)意義如下表1所示：
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引腳 |
說明
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|---|---|
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REQ |
上升沿觸發(fā)
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PORT |
通信端口的硬件標(biāo)識(shí)符
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BAUD |
波特率選擇：3600，6000，12000，2400，4800，9600，19200，38400，57600，76800，115200
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PARITY |
奇偶檢驗(yàn)選擇：0-無；1-奇校驗(yàn)；2-偶校驗(yàn)
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FLOW_CTRL |
流控制選擇：0-（默認(rèn)值）無流控制
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RTS_ON_DLY |
RTS延時(shí)選擇：0-（默認(rèn)值）
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RTS_OFF_DLY |
RTS關(guān)斷延時(shí)選擇：0-（默認(rèn)值）
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RESP_TO |
響應(yīng)超時(shí)： 默認(rèn)值 = 1000 ms。MB_MASTER 允許用于從站響應(yīng)的時(shí)間（以毫秒為單位）。 |
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MB_DB |
對(duì) Modbus_Master 或 Modbus_Slave 指令的背景數(shù)據(jù)塊的引用。 |
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DONE |
如果上一個(gè)請(qǐng)求完成并且沒有錯(cuò)誤，DONE 位將變?yōu)?TRUE 并保持一個(gè)周期。 |
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ERROR |
如果上一個(gè)請(qǐng)求完成出錯(cuò)，則 ERROR 位將變?yōu)?TRUE 并保持一個(gè)周期。 STATUS 參數(shù)中的錯(cuò)誤代碼僅在 ERROR = TRUE 的周期內(nèi)有效。 |
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STATUS |
端口組態(tài)錯(cuò)誤代碼，請(qǐng)參考TIA 軟件在線幫助或S7-1200 系統(tǒng)手冊(cè)。
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表1 MB_COMM_LOAD指令參數(shù)意義
Modbus_Master指令各參數(shù)意義如下表2所示：
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引腳 |
說明
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|---|---|
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EN |
使能端
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REQ |
TRUE = 請(qǐng)求向 Modbus 從站發(fā)送數(shù)據(jù) ，建議采用上升沿觸發(fā)
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MB_ADDR |
Modbus RTU從站地址。默認(rèn)地址范圍：0至247；擴(kuò)展地址范圍：0至65535。值0被保留用于將消息廣播到所有Modbus從站。 |
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MODE |
模式選擇： 指定請(qǐng)求類型（讀取或?qū)懭耄?
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DATA_ADDR |
從站中的起始地址：指定Modbus從站中將供訪問的數(shù)據(jù)的起始地址。
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DATA_LEN |
數(shù)據(jù)長(zhǎng)度：指定要在該請(qǐng)求中訪問的位數(shù)或字?jǐn)?shù)。
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DATA_PTR |
數(shù)據(jù)指針： 指向要進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入或數(shù)據(jù)讀取的標(biāo)記或數(shù)據(jù)塊地址。
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DONE |
完成位：上一請(qǐng)求已完成且沒有出錯(cuò)后，DONE 位將保持為 TRUE 一個(gè)掃描周期時(shí)間。
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BUSY |
FALSE – Modbus_Master 無激活命令: |
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ERROR |
對(duì) Modbus_Master 或 Modbus_Slave 指令的背景數(shù)據(jù)塊的引用。 |
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STATUS |
如果上一個(gè)請(qǐng)求完成并且沒有錯(cuò)誤，DONE 位將變?yōu)?TRUE 并保持一個(gè)周期。 |
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ERROR |
如果上一個(gè)請(qǐng)求完成出錯(cuò)，則 ERROR 位將變?yōu)?TRUE 并保持一個(gè)周期。 STATUS 參數(shù)中的錯(cuò)誤代碼僅在 ERROR = TRUE 的周期內(nèi)有效。 |
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STATUS |
錯(cuò)誤代碼
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表2 Modbus_Master指令參數(shù)意義
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