G120 變頻器技術(shù)及應用 課件 5.5 MODBUS網(wǎng)絡通信

5.5

MODBUS網(wǎng)絡通信講授內(nèi)容5.5.1MODBUS通信簡介5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信5.5.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的MODBUS通信5.5.1MODBUS通信簡介1、Modbus協(xié)議介紹Modbus是MODICON公司于1979年開發(fā)的一種通信協(xié)議，是一種工業(yè)現(xiàn)場總線協(xié)議標準。Modbus協(xié)議是一項應用層報文傳輸協(xié)議，包括ModbusASCII、ModbusRTU和ModbusTCP三種報文類型。標準的Modbus協(xié)議物理層接口有RS232、RS422、RS485和以太網(wǎng)口。Modbus串行通信采用Master/Slave（主/從）方式通信，是請求/應答機制的通信協(xié)議。2、ModbusRTU的報文格式Modbus在串行通信時，比較常用ModbusRTU，它采用循環(huán)冗余校驗（CRC）來保證報文的正確性。兩條報文之間至少有3.5個字符傳輸時間的空閑間隔。ModbusRTU報文格式如下圖所示，包括1個起始位、8位數(shù)據(jù)位、1個校驗位和1個停止位。5.5.1MODBUS通信簡介5.5.13、Modbus的功能碼SINAMICSG120變頻器目前支持的功能碼為FC03（讀單個或多個寄存器）和FC06（寫單個寄存器）。MODBUS通信簡介5.5.14、Modbus的地址（寄存器）Modbus地址通常是包含數(shù)據(jù)類型和偏移量的5個字符值。第一個字符確定數(shù)據(jù)類型，后面四個字符選擇數(shù)據(jù)類型內(nèi)的正確數(shù)值。PLC等對G120/S120變頻器的訪問是通過訪問相應的寄存器（地址）實現(xiàn)的。這些寄存器是變頻器廠家依據(jù)Modbus定義的。如寄存器40345代表G120變頻器的實際電流值。G120變頻器常用的寄存器（地址）如下。MODBUS通信簡介5.5.1MODBUS通信簡介5.5.1MODBUS通信簡介5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信【例5-7】用一臺西門子S7-1200PLC通過Modbus通信方式對G120變頻器進行控制，實現(xiàn)對一臺變頻器所驅(qū)動的電動機控制（包括啟停、正反轉(zhuǎn)控制、轉(zhuǎn)速給定等）。電動機的額定參數(shù)：額定功率0.37kW、額定電壓380V、額定電流0.3A、額定轉(zhuǎn)速1430rpm、額定頻率50Hz。1、軟硬件配置1）1套TIAPortalV16和StartdriveV16軟件；2）1臺G120變頻器控制單元為CU240E-2；3）1臺CPU1214C和CM1241（RS422/RS485）或CM1241（RS485）；4）1根屏蔽雙絞線；5）1臺電動機；6）1臺裝有上述兩軟件的計算機5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信2、硬件連接S7-1200PLC與G120之間通過只有一端帶有連接器頭的雙絞線電纜相連接。5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信3、硬件組態(tài)1）創(chuàng)建項目2）添加新設備5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信3）配置CM1241（RS422/485）串口5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信4、設置G120變頻器參數(shù)變頻器參數(shù)設定值單位說

明p00101/0－先設置1設置0p001521－接口宏21（Modbus通信也是接口宏21）p0304380V電動機的額定電壓p03050.3A電動機的額定電流p03070.37kW電動機的額定功率p031050.00Hz電動機的額定頻率p03111430r/min電動機的額定轉(zhuǎn)速p20206－Modbus通信波特率，6為9600bit/sp20212－Modbus地址p20222－Modbus通信PZD長度，默認值為2p20302－2為Modbus通信協(xié)議p20310－無校驗（1為奇校驗，2為偶校驗）p20401000ms總線監(jiān)控時間（可以設置此值的上限值，或設置為0不監(jiān)控）5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信5、通信指令（1）MB_COMM_LOAD指令說明如下：1）REQ：在上升執(zhí)行指令。2）PORT：硬件標識符。3）BAUD：波特率選擇。4）PARITY：奇偶校驗選擇。0—無，1—奇校驗，2—偶檢驗。5）MB_DB：MB_MASTER或MB_SLAVE指令的背景數(shù)據(jù)塊的引用。6）DONE：指令的執(zhí)行已完成，且為無錯。7）ERROR：是否出錯。0—無錯誤，1—有錯誤，在STATUS中輸出錯誤代碼。8）STATUS：錯誤代碼。使用MB_COMM_LOAD指令時注意：波特率和奇偶校驗必須與變頻器和串行通信模塊硬件組態(tài)一致。通常運行一次即可，但波特率等修改后，需要再次運行。當PROFINET或PROFIBUS分布式I/O機架上的串行通信模塊與設備進行MODBUS通信時，需要循環(huán)調(diào)用此指令。5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信（2）MB_MASTER指令說明如下：1）REQ：請求輸入。0—無請示，1—請求將數(shù)據(jù)發(fā)送到從站。2）MB_ADDR：Modbus站地址。3）MODE：模式選擇，指定請示類型。0—讀取，1—寫入（具體在相關(guān)手冊或系統(tǒng)幫助信息）。4）DATA_ADDR：從站中數(shù)據(jù)的寄存器地址。5）DATA_LEN：數(shù)據(jù)長度。如果是寫入模式，數(shù)據(jù)長度只能設置為1。6）DATA_PTR：從站寄存器對應的讀取到的數(shù)據(jù)或向其寫入的數(shù)據(jù)。7）DONE：0—事務未完成，1—事務完成且無任何錯誤。8）BUSY：0—當前沒有事務在處理中，1—事務正在處理中。9）ERROR：是否出錯。0—無錯誤，1—有錯誤，在STATUS中輸出錯誤代碼。10）STATUS：錯誤代碼。5.5.2S7-1200PLC與G120變頻器的MODBUS通信6、編寫程序5.5.3【例5-8】用一臺西門子S7-200SMARTPLC通過Modbus通信方式對G120變頻器進行控制，實現(xiàn)對一臺變頻器所驅(qū)動的電動機控制（包括啟停、轉(zhuǎn)速給定、上升和下降時間的讀寫等）。電動機的額定參數(shù)：額定功率0.37kW、額定電壓380V、額定電流0.3A、額定轉(zhuǎn)速1430rpm、額定頻率50Hz。通信指令S7-200SMARTPLC與G120變頻器的MODBUS通信5.5.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的MODBUS通信（1）MBUS_CTRL

指令說明如下：1）EN：指令使能；2）Mode：通信協(xié)議選擇，0—PPI通信，1—MODBUS通信；3）Baud：通信波特率，支持的波特率有（單位：bps）1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600和115200；4）Parity：字符校驗，0—無校驗，1—奇校驗，2—偶校驗；5）Port：端口號，0—CPU中集成的RS485，1—可選CM01信號板上的RS485或RS232；6）Timeout：超時（單位：ms），從站響應時間，超時值可以設置為1ms到32767ms之間的任何值。典型值是1000ms(1s)。“超時”參數(shù)應設置得足夠大，以便從站設備有時間在所選的波特率下做出響應。若在該時間內(nèi)沒有收到從站的響應報文，則MBUS_MSG指令可能報錯誤代碼3或7；7）Done：完成標志位，0—執(zhí)行未完成，1—執(zhí)行完成；8）Error：錯誤代碼，0—無錯誤，1—奇偶校驗錯誤，2—波特率錯誤，3—超時錯誤，4—模式選擇錯誤；9—端口號錯誤，10—信號板端口1缺失或未組態(tài)；5.5.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的MODBUS通信（2）MBUS_MSGMBUS_MSG指令用來用來完成一次通信過程，包括請求報文的發(fā)送和響應報文的接收。同一時間只能有一個MBUS_MSG指令被調(diào)用。5.5.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的MODBUS通信（2）MBUS_MSG指令說明如下：1）EN：指令使能；2）First：請求新的讀寫任務時需要給該端子一個上升沿；3）Slave：Modbus從站設備的地址。允許范圍為0

至247。地址0是廣播地址。僅將地址0用于寫入請求。系統(tǒng)不會響應對地址0的廣播請求。并非所有從站設備都支持廣播地址。S7-200SMARTModbus從站庫不支持廣播地址；4）RW：讀寫命令。0—讀，1—寫；5）Addr：請求寄存器地址；6）Count：請求寄存器數(shù)量。受SINAMICSG120變頻器的限制，寫請求（RW=1）時該端子只能為1；7）DataPtr：讀寫數(shù)據(jù)的存儲地址，指針形式；8）Done：完成標志位，0—執(zhí)行未完成，1—執(zhí)行完成；9）Error：錯誤代碼，0—無錯，其他值表示有錯誤，讀者可參考相關(guān)手冊或指令幫助信息。5.5.3S7-200SMARTPLC與G120變頻器的MODBUS通信2、軟硬件配置1）1套STEP7-MicroWINSMART軟件；2）1臺G120變頻器控制單元為CU240E-2；3）1臺S7-200SMARTPLC；4）1根屏蔽雙絞線；5）1臺電動機；6）1臺裝有上述編程軟件的計算機3、硬件連接S7-200SMARTPL