S7-1200与CU240BE-2之间的Modbus-RTU通讯

admin 2025-01-28 08:54:0772 158

S7-1200与CU240B/E-2之间的ModbusRTU通讯

1S7-1200与变频器的连接

1.1本例程的系统配置
本例中用到的硬件：S7-1200（CPU1214C）、G120(控制单元CU240B-2)、一台装有TIAPortal软件的PC机、CM1241模块、电源模块、标准RJ45网线。

1.2硬件连接

1.2.1硬件连线
本例程中的硬件间的结构如下图所示：

图1-1

1.2.2PLC与控制单元通信端口之间的连接
用电缆将CU240B-2Modbus通讯接口与PLC通信模块连接起来，如下图所示。

图1-2

2变频器设置

2.1地址设置
可以通过控制单元上的地址开关，也可以通过参数P2021或STARTER中“ControlUnit/Communication/Fieldbus”页面来确定变频器的位置Modbus-RTU地址。
只有所有地址开关都设为“OFF”(0)时，P2021或STARTER中间的设置才有效。否则，Modbus-RTU地址为地址开关所设置的地址。

2.2参数设置
除了设置地址之外，还需要对其他一些变频器的通信参数进行设置，才可以进行MODBUS通信。具体需要设置的参数如表2-1所示：

表2-1

参数

描述

P0015=21

变频器宏程序
选择I/O配置

p2030=2

现场总线协议选择
2：Modbus

p2020

现场总线波特率
设置范围是4800bit/s…187500bit/s，出厂为19200bit/s

p2024

Modbus计时

索引0：最大从站应答延迟：
在该时间后，从站应答主站。

索引1：字符延时：
指一个Modbus消息帧内，单个字符之间允许的最大延迟时间。（即个字节标准的处理时间）

索引2：报文延时：
指Modbus报文之间允许的最大延时。（即个字节标准的处理时间）

p2029

现场总线错误统计
指现场总线接口上接收错误的统计、显示

p2040

过程数据监控时间
只是没有收到过程数据时发出报警的延时。
注：该时间必须根据总站数量、总线波特率加以调整，出厂为100ms。

3PLC组态和编程

3.1创建项目

图3-1

3.2硬件组态
按照新手上路的提示首先选择设备和网络，进行硬件组态。

图3-2

图3-3

在弹出的设备与网络的右侧硬件目录中，找到通信模块-点到点-CM1241(RS485)，加入CM1241通信模块。

图3-4

双击设备视图中的RS485端口，设置端口组态，本例程配置如下图。

图3-5

在左侧的项目树-设备-在线访问-BroadcomNetXtreme。。。（本例程PC机所使用的网卡），双击更新可使用的设备，搜索到连接的设备。

图3-6

3.3编程
在左边的设备中找到S7-1200/程序块，打开主程序（Main[OB1]）。在右边的指令栏里选择通信/通信处理器/MODBUS，添加MB_COMM_LOAD和MB_MASTER。

图3-7

在弹出的调用选项中，定义一个背景数据块。

图3-8

使用同样的方法，再加入一个MB_MASTER模块，同样定义背景数据块。

图3-9

分别按照图3-10、图3-11设置MB_COMM_LOAD和MB_MASTER模块。

图3-10

图3-11

其中，MB_COMM_LOAD与MB_MASTER指令的参数说明，请参考表3-1，表3-2。

表3-1MB_COMM_LOAD指令的参数

参数

声明

数据类型

存储区

说明

REQ

Input

BOOL

I、Q、M、D、L

在上升沿执行指令

PORT

Input

UINT

I、Q、M、D、L或常量

通信端口的ID：
在设备组态中插入通信模块后，端口ID就会显示在PORT框连接的下拉列表中。也可以在变量表的“常量”(Constants)选项卡中引用该常量。

BAUD

Input

UDINT

I、Q、M、D、L或常量

波特率选择：
300,600,1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,76800,115200
所有其它值均无效。

PARITY

Input

UINT

I、Q、M、D、L或常量

奇偶校验选择：
0–无
1–奇校验
2–偶校验

FLOW_CTRL

Input

UINT

I、Q、M、D、L或常量

流控制选择：
0–（默认值）无流控制
1–通过RTS实现的硬件流控制始终开启（不适用于RS485端口）
2-通过RTS切换实现硬件流控制

RTS_ON_DLY

Input

UINT

I、Q、M、D、L或常量

RTS延时选择：
0-（默认值）到传送消息的第一个字符之前，激活RTS无延时。
1至65535–到传送消息的第一个字符之前，“激活RTS”以毫秒为单位的延时（不适用于RS-485端口）。应用RTS延时必须与FLOW_CTRL选择无关。

RTS_OFF_DLY

Input

UINT

I、Q、M、D、L或常量

RTS关断延时选择：
0–（默认值）传送最后一个字符到“取消激活RTS”之间没有延时。
1至65535–在发送消息的最后一个字符到“取消激活RTS”之间以毫秒为单位的延时（不适用于RS-485端口）。应用RTS延时必须与FLOW_CTRL选择无关。

RESP_TO

Input

UINT

I、Q、M、D、L或常量

响应超时：
“MB_MASTER”允许等待从站响应的时间（毫秒）如果从站在此时间内没有响应，则“MB_MASTER”将重复该请求，或者在发送了指定数目的重试后终止请求并返回错误。
5ms至65535ms（默认值=1000ms）。

MB_DB

Input

VARIANT

D

“MB_MASTER”或“MB_SLAVE”指令的背景数据块的引用。在程序中插入“MB_SLAVE”或“MB_MASTER”之后，数据块标识符会显示在MB_DB框连接的下拉列表中。

DONE

Output

BOOL

I、Q、M、D、L

指令的执行已完成且未出错。

ERROR

Output

BOOL

I、Q、M、D、L

错误：
0–未检测到错误
1–表示检测到错误。在参数STATUS中输出错误代码。

STATUS

Output

WORD

I、Q、M、D、L

端口组态错误代码

表3-2MB_MASTER指令的参数

参数

声明

数据类型

存储区

说明

REQ

Input

BOOL

I、Q、M、D、L

请求输入：
0–无请求
1–请求将数据发送到Modbus从站

MB_ADDR

Input

UINT

I、Q、M、D、L或常量

ModbusRTU站地址：
默认地址范围：0至247
扩展地址范围：0至65535
值“0”已预留，用于将消息广播到所有Modbus从站。只有Modbus功能代码05、06、15和16支持广播。

MODE

Input

USINT

I、Q、M、D、L或常量

模式选择：指定请求类型：读取、写入或诊断：
有关详细信息，请参见Modbus功能表。

DATA_ADDR

Input

UDINT

I、Q、M、D、L或常量

从站中的起始地址：指定Modbus从站中将供访问的数据的起始地址。可在Modbus功能表中找到有效地址。

DATA_LEN

Input

UINT

I、Q、M、D、L或常量

数据长度：指定要在该请求中访问的位数或字数。可在Modbus功能表中找到有效长度。

DATA_PTR

Input

VARIANT

M、D

指向CPU的数据块或位存储器地址，从该位置读取数据或向其写入数据。对于数据块，必须使用“标准-与S7-300/400兼容”访问类型进行创建。

DONE

Output

BOOL

I、Q、M、D、L

0:事务未完成
1:事务完成，且无任何错误

BUSY

Output

BOOL

I、Q、M、D、L

0:当前没有“MB_MASTER”事务正在处理中
1:"MB_MASTER"事务正在处理中

ERROR

Output

BOOL

I、Q、M、D、L

0:无错误
1:出错，错误代码由参数STATUS来指示

STATUS

Output

WORD

I、Q、M、D、L

执行条件代码

3.4下载

图3-12

图3-13

3.5监视

图3-14

4MODBUS通信控制变频器

4.1使用MODBUS通信控制变频器启停
如下图所示，打开Tag_1，使能MB_MASTER。使能完成之后，关闭Tag_1。

图4-1

如图4-2，将MODE改为1（即写入数据），DATA_ADDR写入40101（主设定值寄存器号），DATA_PTR写入1000（给定值的写入值）。然后REQ使用一个脉冲沿来发送给定值。此时，变频器的给定值已经改为1000。
然后将DATA_ADDR写入40100（控制字寄存器号），DATA_PTR写入047E（停车），然后REQ使用一个脉冲沿来发送停车命令。再将DATA_ADDR写入40100（控制字寄存器号），DATA_PTR写入047F（启动），然后REQ使用一个脉冲沿来发送启动命令。

图4-2

注意：
MB_COMM_LOAD使能完成之后，一定要将Tag_1关闭，否则MB_MASTER模块将无法使用。
变频器启动位需要一个上升沿，所以先给其停车命令，然后发送启动命令，利用上升沿来启动变频器。

4.2使用MODBUS通信修改和查看变频器参数
现在，以参数P1120加速时间为例，对参数的修改和查看进行讲解。
首先，进行读参数的演示。将MODE输入改为0（即读参数模式），将DATA_ADDR中写入40322（即加速时间的寄存器号），然后REQ使用脉冲沿来发送一个读请求。此时，可以接收到参数P1120中的数据位1000（即加速时间为10s）。