HD700變頻器與西門子PLC S7-200的Modbus RTU通信控制

發(fā)布日期：2017-10-19 10:47:31 點(diǎn)擊次數(shù)：

1 引言?

工業(yè)控制已從單機(jī)控制走向集中監(jiān)控、集散控制，如今已進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)集約制造時(shí)代。工業(yè)控制器連網(wǎng)也為網(wǎng)絡(luò)管理提供了方便。Modbus就是工業(yè)控制器的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的一種。Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通訊約規(guī)。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò) （例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為主流的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一。對(duì)符合Modbus協(xié)議的不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān) 控。?

2、 Modbus RTU協(xié)議在S7-200中的應(yīng)用原理

?2.1 、Modbus RTU協(xié)議與S7-200相互關(guān)系簡介

西門子專門為 Modbus RTU 通信開發(fā)了指令庫，極大地簡化了Modbus RTU 通信的開發(fā)，以便于快速實(shí)現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用。通過 Modbus RTU指令庫，使得 S7-200 可作為 Modbus RTU 中的主從站設(shè)備集成到 Modbus 網(wǎng)絡(luò)中，以實(shí)現(xiàn)Modbus設(shè)備間的通信。下圖為Micro/WIN的Modbus RTU指令庫。

圖1 指令樹中的庫指令

2.2、Modbus RTU主站協(xié)議指令

西門子 Modbus 主站協(xié)議庫包括兩條指令：MBUS_CTRL 指令和MBUS_MSG 指令。

MBUS_CTRL 指令用于初始化主站通信，MBUS_MSG 指令用于啟動(dòng)對(duì)Modbus從站的請(qǐng)求并處理應(yīng)答。

MBUS_MSG 指令用于啟動(dòng)對(duì)Modbus從站的請(qǐng)求并處理應(yīng)答。

3、HD700系列變頻器Modbus RTU通信介紹

(1)通訊接口

HD700 變頻器集成標(biāo)準(zhǔn)RS485 串行通訊接口：標(biāo)準(zhǔn)8 針RJ45 端口；485 協(xié)議通訊端子A（RS485+）、B（RS485?）。二者可以并用?？梢越M成單主機(jī)/單從機(jī)或單主機(jī)/多從機(jī)的控制系統(tǒng)，變頻器只能作為從機(jī)。

(2)通訊方式

HD700 變頻器通訊協(xié)議為Modbus 協(xié)議，RTU 報(bào)文傳輸方式，支持常用的寄存器讀寫。其幀格式如圖

???????????????????????????????????????????? 圖2 ?Modbus RTU 協(xié)議格式

Modbus RTU 采用“big-endian”編碼表示地址和數(shù)據(jù)項(xiàng)（屬于“l(fā)ittle-endian”的CRC 除外），先發(fā)送高字節(jié)，然后是低字節(jié)。

(3) 命令碼Modbus RTU 協(xié)議支持下表的操作。

表1 命令碼

命令碼（16 進(jìn)制表示）	含義
03H	讀取多個(gè)寄存器的內(nèi)容
06H	修改單個(gè)寄存器的內(nèi)容，變頻器掉電后，修改的值不保存
10H	修改多個(gè)寄存器的內(nèi)容，變頻器掉電后，修改的值不保存
17H	讀取和修改多個(gè)寄存器的內(nèi)容，變頻器掉電后，修改的值不保存

(3)參數(shù)功能碼與HD700 內(nèi)部Modbus 寄存器的映射關(guān)系

HD700變頻器的參數(shù)功能碼被映射為Modbus 的讀寫寄存器。映射的規(guī)則是：

參數(shù)功能碼×100＝M×256+N+1?????????????????????????? 十進(jìn)制表示，其中0≤N≤255

高字節(jié)低字節(jié)???????????????????? 寄存器地址

例如：

求參數(shù)P02.07 的Modbus 寄存器地址

2.07×100=0×256+206+1，那么M=0，N=206，轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制為高字節(jié)00H，

低字節(jié)CEH，即寄存器地址為00CEH。詳細(xì)信息請(qǐng)參閱HD700用戶手冊。

(4)HD700 變頻器的通訊參數(shù)

HD700變頻器與主機(jī)進(jìn)行通訊時(shí)，需要設(shè)定相關(guān)的通訊參數(shù)，見下表2。

表2?HD700變頻器與通訊相關(guān)的參數(shù)

參數(shù)ID	參數(shù)名稱	參數(shù)設(shè)定范圍	默認(rèn)值	更改方式	Modbus地址
P00.03 （P10.07）	控制方式	0：鍵盤控制 1：端子控制 2：通訊控制	0	Stop Only	0002H（03EEH）
P00.04 （P01.01）	給定通道	0：鍵盤調(diào)節(jié) 1：UP、DOWN端子調(diào)節(jié) 2：多段速給定 3：AI1模擬 4：AI2模擬 5：串行口通訊給定 6：DI7端子脈沖給定 7：總線給定 8：自定義給定	0	Run&Stop	0003H（0064H）
P03.27	通訊控制字	0～65535	0	Run&Stop	0146H
P03.28	通訊控制字使能	0～1	0	Run&Stop	0147H
P10.02	本機(jī)地址	0～247	1	Run&Stop	03E9H
P10.03	通訊波特率	0：2.4KBPS 1：4.8KBPS 2：9.6KBPS 3：19.2KBPS 4：38.4KBPS 5：57.6KBPS	3	Run&Stop	03EAH
P10.04	通訊配置	0：1-8-1，RTU，無校驗(yàn) 1：1-8-2，RTU，無校驗(yàn) 2：1-8-1，RTU，奇校驗(yàn) 3：1-8-1，RTU，偶校驗(yàn)	1	Run&Stop	03EBH
P10.05	本機(jī)應(yīng)答延時(shí)	0ms～250ms	2	Run&Stop	03ECH
P10.14	變頻器狀態(tài)字	0～65535	實(shí)際檢測值	Actual	03F5H

上表中，設(shè)定：

P00.03（P10.07）＝2???? 通訊控制變頻器。

P00.04（P01.01）＝5???? 給定通道選擇串口通訊，此時(shí)上位機(jī)通過改變參數(shù)P04.01的值調(diào)節(jié)給定頻率。

P03.28＝1?使能通訊控制字

P10.03＝3通訊波特率19.2KBPS

P10.04＝0?通訊配置1-8-1，RTU，無校驗(yàn)

P03.27????? 通訊控制字。

該參數(shù)的每一位的含義見下表。

表3?通訊控制字P03.27的含義

位	位功能
0	變頻器禁止
1	運(yùn)行
2	三線模式使能
3	正轉(zhuǎn)運(yùn)行
4	反轉(zhuǎn)運(yùn)行
5	正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)
6	正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)
7	反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)
8	故障復(fù)位
9	保存參數(shù)
10	故障記錄清零
11	使能串口更改功能選擇參數(shù)
12	保留
13	保留
14	保留
15	保留