1、MODBUS通訊協(xié)議介紹
MODUS通訊是目前國際上應(yīng)該得最廣泛的通訊協(xié)議，它是一種單主站的主從通訊模式，沒中繼最多支持32個站點的通訊，MODBUS網(wǎng)絡(luò)只允許有一個主站，通訊由主站發(fā)出，主站不斷向各個從站輪詢，從站接到主站指令決定是否向主站回應(yīng)。
西門子G120C變頻器配備CU240E-2控制單元，集成RS485接口，支持MODBUS協(xié)議。
S7-200 SMART作為MODBUS通信主站，其通信端口和變頻器從站的接線如圖 2-2。在通信網(wǎng)絡(luò)的首、末端需要使用終端電阻。對于S7-200 SMART，需要在通信端口端子 3和8之間連接一阻值為120歐姆的電阻。對于變頻器，把通 信網(wǎng)絡(luò)末端的CU240E-2終端電阻撥碼開關(guān)撥到ON位置即可（位置在圖 2-1中，標(biāo)號⑨）；中間位置的 CU240E-2，終端電阻撥碼開關(guān)必須撥到OFF位置。本 例中，S7-200 SMART使用CPU自帶通信端口和變頻器進行通信。
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2、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
3、通信設(shè)置
3.1 設(shè)置通訊接口
本例程使用PLC 以太網(wǎng)接口和 DRIVE-CLIQ 電纜，設(shè)置通信接口，如下圖3-1。
第一步:雙擊“通信”，彈出“通信”設(shè)置窗口；
第二步：選擇網(wǎng)絡(luò)接口卡，設(shè)置為“ICP/IP.AUTO.1”，系統(tǒng)會自動收索CPU。
圖3-1 設(shè)置通信接口
3.2 建立PC和PLC之間的連接
選擇“網(wǎng)絡(luò)接口”后自動搜索到CPU，如圖3-2。
第一步：搜索到 CPU 后，選擇搜索到的CPU，點擊CPU的”IP地址”。
第二步：點擊“ 確定 ” 按鈕，完成網(wǎng)絡(luò)連接。
圖3-2 建立S7-200 CPU和控制器連接
4、變頻器參數(shù)設(shè)置
4.1 變頻器地址設(shè)置
變頻器的MODBUS通信地址可以通過控制單元上的總線地址撥碼開關(guān)進行設(shè)置，如圖 4-1。 當(dāng)?shù)刂窊艽a開關(guān)的位置都為OFF時，也可用過參數(shù) P2021進行設(shè)置。（說明： 改變地址后需重新上電后才能生效）
圖 4-1 地址開關(guān)設(shè)置
4.2 變頻器參數(shù)設(shè)置
對變頻器一些基本的通信參數(shù)進行設(shè)置，才可以進行MODBUS通信，如表4-2所示：
表4-2 變頻器的參數(shù)設(shè)置
4.3 G120常用寄存器說明
G120變頻器常用寄存器介紹，也是本例所使用的寄存器，如表4-3。要了解更多的 G120寄存器信息，請參見G120操作手冊 。
表4-3 常用寄存器說明
5、PLC程序
5.1 初始化程序
使用 MODBUS協(xié)議的初始化模塊MBUS_CTRL，初始化S7-200 SMART的CPU端口專用于MODBUS主站通信，如圖 5-1。
圖 5-1 初始化
功能塊說明：
注：此處以及下文的“功能塊說明”僅介紹了功能塊內(nèi)的主要管腳功能，未說 明的管腳功能，請參考 Step7 Micro-Win SMART V2.0軟件的幫助文件。
EN使能： 必須保證每一掃描周期都被使能（使用SM0.0
Mode模式： 為1時，使能Modbus協(xié)議功能；為0時恢復(fù)為系統(tǒng)PPI協(xié)議。Baud 波特率： 支持的通訊波特率為4800，9600，19200 ,此處設(shè)置 9600。 Parity 校驗： 校驗方式選擇 （G120采用偶校驗）
0＝無校驗
1＝奇較驗
2＝偶較驗
Port端口：設(shè)置物理通信端口（0= CPU中集成的 RS-485，1= 可選 CM01信號板上的 RS-485或RS-232）。
Timeout超時：主站等待從站響應(yīng)的時間，以毫秒為單位，典型的設(shè)置值為1000毫秒（1 秒），允許設(shè)置的范圍為 1-32767。注意：這個值必須設(shè)置足 夠大以保證從站有時間響應(yīng)。
Done完成位：初始化完成，此位會自動置1。
Error：初始化錯誤代碼。
5.2 主站讀寫功能塊
5.2.1 寫控制字
圖5-2 寫控制字
功能塊說明：
注：此處以及下文的“功能塊說明”僅介紹了功能塊內(nèi)的主要管腳功能，未說 明的管腳功能，請參考Step7 Micro-Win SMART V2.0軟件的幫助文件。
EN使能：同一時刻只能有一個讀寫功能（即 MBUS_MSG）使能。注意：G120對于寫指令同一時刻只運行對一個保持寄存器操作；讀指令同一時 刻最大允許操作125個保持寄存器。
First讀寫請求位：每一個新的讀寫請求必須使用脈沖觸發(fā)。
Slave從站地址：可選擇的范圍1-247
RW請求方式： 0＝讀，1＝寫
Count數(shù)據(jù)個數(shù)：通訊的數(shù)據(jù)個數(shù)（位或字的個數(shù)）。注意：Modbus主站可讀/寫的最大數(shù)據(jù)量為120個字（是指每一個MBUS_MSG指令）。
DataPtr數(shù)據(jù)指針：
-
如果是讀指令，讀回的數(shù)據(jù)放到這個數(shù)據(jù)區(qū)中 ；
2. 如果是寫指令，寫出的數(shù)據(jù)放到這個數(shù)據(jù)區(qū)中 。
Done 完成位：讀寫功能完成位 。
Error錯誤代碼： 只有在 Done位為1時，錯誤代碼才有效。
常用的控制字：
047E ：運行準(zhǔn)備
047F ：正轉(zhuǎn)啟動
0C7F ：反轉(zhuǎn)啟動
04FE ：故障確認(rèn)
5.2.2 寫速度設(shè)定值
圖5-3 寫速度值
5.2.3 讀狀態(tài)字和速度實際值
圖5-4 讀狀態(tài)字1和速度實際值
5.2.4 讀取斜坡時間
圖5-5 讀參數(shù) P1120、P1121
5.2.5 寫斜坡下降時間
圖5-6 寫參數(shù) P1121
6、分配庫存儲區(qū)
在編譯程序之前，首先要為Modbus 庫分配可用的全局 V存儲器地址，如圖6-1所示。
第一步：選擇 “程序塊” ->“ 庫” 右鍵，選擇“庫存儲區(qū)”；
第二步：點擊 “建議地址”， 選擇 V存儲器的地址；
第三步：點擊 “確定”退出。
圖6-1 分配庫存儲區(qū)
7、調(diào)試程序
程序編輯完成后，要調(diào)試程序，如下圖 7-1所示。
第一步：點擊“保存“，保存好編輯的程序；
第二步：點擊“編譯“，編譯程序；
第三步：點擊“下載“，把程序下載到 PLC 的 CPU 當(dāng)中； 第四步：點擊“運行“，啟動程序。
圖7-1 調(diào)試程序
8、監(jiān)控狀態(tài)表
通過監(jiān)控狀態(tài)表，可以修改過程數(shù)據(jù)和監(jiān)控過程數(shù)據(jù)的變化狀態(tài)，如圖8-1所示。
圖8-1狀態(tài)表
控制字：VW100=16#047F 說明啟動命令已經(jīng)給了。
狀態(tài)字：VW300=16#EF37 說明變頻器的狀態(tài)，參見 r0052。
主設(shè)定值：VW200=16#1000 說明速度設(shè)定值已經(jīng)給了，16#0-4000對應(yīng)轉(zhuǎn)速 0-P2000的值。
速度實際值：VW302=16#1000 說明電機實際轉(zhuǎn)速已經(jīng)運行到 375rpm。 斜坡上升時間：VW400=1000，從寄存器列表中可以看到 40322的寄存器的定 標(biāo)系數(shù)是 100，所以參數(shù) P1120=1000/100=10。
斜坡下降時間：VW402=2000，讀的下降時間；VW500=2000，設(shè)定的下降時 間；VW402=VW500，說明寫指令已經(jīng)生效。從寄存器列表中可以看到 40323 的寄存器的定標(biāo)系數(shù)是 100，所以參數(shù) P1121=2000/100=20。
9、Modbus錯誤代碼
Done完成位：Modbus功能塊的完成位，用于確定功能塊的操作是否完成；
Error 錯誤代碼：只有在 Done 位為 1時，錯誤代碼才有效。Modbus 錯誤代碼及含義如表 9-1所示。
表9-1 Modbus 錯誤代碼表
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