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西門子6ES7288-1SR40-0AA0
6ES7288-1SR40-0AA0
SIMATIC S7-200SMART, CPU SR40, STANDARD CPU, AC/DC/RELAY, ONBOARD I/O: 24 DI 24V DC; 16 DO RELAY 2A; POWER SUPPLY: AC 85 - 264 V AC AT 47 - 63 HZ, PROGRAM/DATA MEMORY: 40 KB
SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設(shè)備有限公司
:鄭鑫 :
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工作 (同步)
1. 概述
在現(xiàn)場應(yīng)用中,很多儀表和設(shè)備僅支持Modbus RTU的通訊協(xié)議,第三方儀表可以做Modbus主站或從站,西門子的通訊模塊CP341 / CP441-2 通過Dongle(硬件狗)可以擴(kuò)展該協(xié)議,S7-200 集成的口可以支持自由口通訊,通過指令庫也可以方便的實(shí)現(xiàn)Modbus RTU通訊。本文以S7-200作為Modbus 主站,CP341作為Modbus 從站,實(shí)現(xiàn)Modbus RTU通訊,闡述兩者在通訊方面的設(shè)置和注意事項(xiàng)。
2. 軟件環(huán)境
2.1 STEP7 V5.4 SP4
用于編寫 S7-300/400程序,此軟件需要從西門子購買,本文檔中的300的程序是使用Step7 V5.4 SP4的軟件編寫。
2.2 CP PTP Param V5.1 SP11
串行通訊模板的驅(qū)動(dòng)程序,安裝此驅(qū)動(dòng)后才能對(duì)PtP模板進(jìn)行參數(shù)配置,并在Step7中集成通訊編程需要使用的功能塊。此驅(qū)動(dòng)隨購買模板一起提供,也可以從以下的鏈接下載:27013524
2.3 CP PTP Modbus Slave V3.1 SP7
CP341或CP441-2用于Modbus從站時(shí),需要安裝此驅(qū)動(dòng)協(xié)議,但安裝之前必須先安裝PtP Driver,此驅(qū)動(dòng)可以在購買Modbus Dongle時(shí)選擇購買,也可以從以下的鏈接下載:27774276
2.4 STEP7 Micro/WIN V4.0 SP6
用于S7-200編程的軟件,本文檔中的200的程序是使用Step7 Micro/win 的軟件編寫。此軟件可以從西門子下載中心免費(fèi)下載,也可以從以下的鏈接下載。
http://www.ad.siemens.com.cn/download 自動(dòng)化系統(tǒng)>>S7-200>>軟件,文檔編號(hào)S0002。
2.5 Toolbox_V32-STEP 7-Micro WIN 32 Instruction Library
S7-200實(shí)現(xiàn)Modbus RTU功能,可以使用Modbus的指令庫,要使用西門子的標(biāo)準(zhǔn)指令庫,必須先安裝指令庫的軟件包 Instruction Library,安裝后,可以在Step 7-Micro/WIN軟件的庫中找到Modbus相關(guān)的指令,該軟件包可以從以下的鏈接下載。http://www.ad.siemens.com.cn/download 自動(dòng)化系統(tǒng)>>S7-200>>軟件,文檔編號(hào)S0010。
3. 硬件列表和接線
3.1 硬件列表
S7-300從站 | CPU315-2DP | 6ES7 315-2AG10-0AB0 |
CP341 RS422/485 | 6ES7 341-1CH01-0AE0 | |
Dongle | 6ES7 870-1AB01-0YA0 | |
PC 適配器(USB) | 6ES7 972-0CB20-0XA0 | |
S7-200主站 | CPU 224XP | 6ES7 214-2BD23-0XB0 |
表1 硬件設(shè)備
3.2 硬件接線
3.2.1 接口定義
S7-200的通訊口為RS485物理口(9針口),CP341是RS422/485的接口類型(15針口),兩種設(shè)備的接口引腳的示意圖如下所示,更詳細(xì)的信息可以參考CP341及S7-200通信接口的手冊(cè)。
圖1 S7-200 CPU通信口引腳定義
圖2 S7-300 CP341 RS422/485 通訊口引腳定義
3.2.2 接線示意圖
圖3 硬件結(jié)構(gòu)和接線示意圖
4. 組態(tài)設(shè)置和編程
4.1 S7-200做Modbus主站的設(shè)置
S7-200 CPU上的通信口在電氣上是標(biāo)準(zhǔn)的RS-485半雙工串行通信口,此串行字符通信的格式:1個(gè)起始位;7/8位數(shù)據(jù)位;1位奇/偶/無校驗(yàn);1停止位。通信波特率可以設(shè)置為1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或112500,符合這些格式的串行通訊設(shè)備可以和S7-200進(jìn)行自由口通訊,Modbus RTU指令庫就是使用自由口編程實(shí)現(xiàn)的。
4.1.1 Modbus RTU主站庫
使用Modbus 主站指令庫時(shí)需要注意的幾點(diǎn):
- 需要S7-200的編程軟件是 Micro/WIN V4.0 SP5及以上版本;
- Modbus RTU 主站庫對(duì)CPU的版本有要求,CPU 的版本必須為 2.00 或者 2.01(即訂貨號(hào)為 6ES721*-***23-0BA*);
- Modbus主站可讀/寫的zui大數(shù)據(jù)量為120個(gè)字(指每一個(gè) MBUS_MSG 指令);
- Modbus 主站庫支持Port0和Port1(從站庫只支持Port0口),本例中用Port0;
- 使用Modbus 庫時(shí)必須對(duì)庫存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行分配,見下圖設(shè)置,而且分配的空間不能和程序中其它空間沖突,否則編譯調(diào)用會(huì)報(bào)錯(cuò)。
圖4 庫存儲(chǔ)區(qū)設(shè)置
- Modbus主站庫支持的功能碼和地址對(duì)應(yīng)關(guān)系:
Modbus 地址 讀 / 寫 Modbus 從站須支持的功能 00001~09999 讀 功能1:讀輸出點(diǎn) 數(shù)字量輸出 寫 功能5:寫單個(gè)輸出點(diǎn) 功能15:寫多個(gè)輸出點(diǎn) 10001~19999 讀 功能2:讀輸入點(diǎn) 數(shù)字量輸入 30001~39999 讀 功能4:讀輸入寄存器 輸入寄存器 40001~49999 讀 功能3:讀保持寄存器 保持寄存器 寫 功能6:寫單個(gè)寄存器 功能16:寫多個(gè)寄存器 表2需要從站支持的功能
4.1.2 S7-200 Modbus主站編程
編程時(shí),使用SM0.0調(diào)用MBUS_CTRL完成主站的參數(shù)初始化,詳細(xì)見下表,參數(shù)的說明也可以從子程序的局部變量表中找到。
圖5 Modbus RTU 主站初始化
圖中各參數(shù)含義如下
編號(hào) | 符號(hào)/含義 | 說 明 |
a | EN / 使能 | 必須保證每一掃描周期都被使能(使用SM0.0)。 |
b | Mode / 模式 | 為1時(shí)使能為Modbus協(xié)議;為0時(shí)恢復(fù)為PPI協(xié)議。 |
c | Baud / 波特率 | 支持的通訊波特率為1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200。 |
d | Parity / 校驗(yàn) | 校驗(yàn)方式選擇:0=無校驗(yàn);1=奇校驗(yàn),2=偶校驗(yàn)。 |
e | Timeout / 超時(shí) | 主站等待從站響應(yīng)的時(shí)間,以毫秒為單位,典型的設(shè)置值為 1000毫秒,允許設(shè)置的范圍為1-32767。這個(gè)值必須設(shè)置足夠大以保證從站有時(shí)間響應(yīng)。 |
f | Done / 完成位 | 初始化完成,此位會(huì)自動(dòng)置1。 |
g | Error / 錯(cuò)誤位 | 初始化錯(cuò)誤代碼。 |
表3
調(diào)用 Modbus RTU 主站讀寫子程序MBUS_MSG,發(fā)送一個(gè)Modbus 請(qǐng)求。
圖6 調(diào)用Modbus RTU 主站讀寫子程序
圖中各參數(shù)含義如下
編號(hào) | 符號(hào)/含義 | 說 明 |
a | EN / 使能 | 同一時(shí)刻只能有一個(gè)讀寫功能使能。 |
b | First / 讀寫請(qǐng)求位 | 每一個(gè)新的讀寫請(qǐng)求必須使用脈沖觸發(fā)。 |
c | Slave / 從站地址 | 可選擇的范圍1–247。 |
d | RW / 讀寫操作位 | 0=讀, 1=寫。 |
e | Addr / 讀寫從站的數(shù)據(jù)地址 | 選擇讀寫的數(shù)據(jù)類型: |
00001 至 0xxxx - 開關(guān)量輸出 | ||
10001 至 1xxxx - 開關(guān)量輸入 | ||
30001 至 3xxxx - 模擬量輸入 | ||
40001 至 4xxxx - 保持寄存器。 | ||
f | Count / 數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù) | 通訊的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)(位或字的個(gè)數(shù))。 |
g | DaptPtr / 數(shù)據(jù)指針 | 如果是讀指令,讀回的數(shù)據(jù)放到這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)中; |
如果是寫指令,要寫出的數(shù)據(jù)放到這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)中。 | ||
h | Done / 完成位 | 讀寫功能完成位。 |
i | Error / 錯(cuò)誤代碼 | 只有在Done位為1時(shí),錯(cuò)誤代碼才有效。 |
表4
從上圖中可見,S7-200作為Modbus RTU主站,波特率9.6Kb/s,偶校驗(yàn),連接從站的站地址是3,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)為VB2000開始的區(qū)域。
4.2 CP341 做Modbus 從站的硬件組態(tài)
4.2.1 硬件組態(tài)
圖7 S7-300側(cè)硬件組態(tài)
4.2.2 設(shè)置Modbus參數(shù)
圖8 消息楨字符結(jié)構(gòu)
按照上述操作設(shè)置參數(shù),從上圖可以看出,本例中的傳輸波特率9.6Kb/s,1位起始位,8位數(shù)據(jù)位,偶校驗(yàn)位,1位停止位,從站站地址是3,主從通訊設(shè)備的字符幀格式和波特率等參數(shù)設(shè)置需要*。
圖9 RS422/485 接口組態(tài)
RS422/485接口只能一個(gè)有效,接口的選擇只需要組態(tài)而不需要在硬件上短接。
4.2.3 Modbus驅(qū)動(dòng)的下載
當(dāng)配置好Modbus通信的參數(shù)后,保存前需要向CP341下載Modbus Slave的驅(qū)動(dòng),一旦下載完成后無需再次下載。
需要注意的是,在下載驅(qū)動(dòng)時(shí)(可以在無Dongle情況下下載),需要將CPU停機(jī),然后下載,操作過程如下所示。
圖10 下載Dongle時(shí),需要CPU停機(jī)
圖11 從站驅(qū)動(dòng)下載后結(jié)果
4.2.4 CP341做Modbus從站的編程
從Step7 軟件下的EXAMPLE目錄中,找到項(xiàng)目名“zXX21_05_PtP_Com_MODSL”的項(xiàng)目,打開,然后將Modbus通訊模塊FB80傳遞到用戶項(xiàng)目中,打開路徑如下所示。
圖12 Modbus Slave 例程打開路徑
OB1中調(diào)用FB80編程如下:
圖13 FB80程序塊調(diào)用
CP卡初始化正常后,CP_START,CP_START_FM和CP_START_OK為1信號(hào),否則CP_START_ERROR為1,同時(shí)可以從ERROR_NR察看錯(cuò)誤信息,也可以在硬件組態(tài)中在線后的CP341的診斷緩沖區(qū)察看詳細(xì)的錯(cuò)誤信息,錯(cuò)誤信息對(duì)照和處理方式可以參考
《S7-300以用于PtP CP Modbus 協(xié)議RTU格式S7的可裝載驅(qū)動(dòng)程序?yàn)閺恼尽返氖謨?cè)。
FB80的各參數(shù)含義如下
LADDR | 硬件組態(tài)中CP341的起始邏輯地址,本例中為256 |
START_TIMER | 初始化超時(shí)定時(shí)器,本例中為T120 |
START_TIME | 初始化定時(shí)器時(shí)間,本例中為5S |
OB_MASK | I/O訪問錯(cuò)誤屏蔽位,本例中為True(I/O訪問錯(cuò)誤已屏蔽) |
CP_START | FB初始化使能位,本例中為M0.0 |
CP_START_FM | CP_START 初始化的上升沿位,本例中為M0.1 |
CP_NDR | 從CP卡寫操作位,本例中為m0.2 |
CP_START_OK | 初始化完成且無錯(cuò)誤,本例中為M0.3 |
CP_START_ERROR | 初始化完成,但有錯(cuò)誤,本例中為M0.4 |
ERROR_NR | 錯(cuò)誤號(hào),本例中為MW2 |
ERROR_INFO | 錯(cuò)誤信息,本例中為MW4 |
表5
5. 通訊測試
Modbus RTU格式通信協(xié)議是以主從的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?,在傳輸?shù)倪^程中主站是主動(dòng)方,即主站發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求報(bào)文到從站,從站返回響應(yīng)報(bào)文。Modbus 系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換是通過功能碼來控制的,以下對(duì)現(xiàn)場常用的功能碼進(jìn)行分類測試,關(guān)于功能碼的詳細(xì)信息請(qǐng)參考手冊(cè)。
5.1 FC01/05/15功能碼
CP341從站的通訊區(qū)域配置
圖14 FC01/05/15 參數(shù)組態(tài)界面
FC01、FC05、FC15對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)為位輸出,數(shù)據(jù)的傳遞以位為單位,可以讀寫操作,用戶地址區(qū)為0xxxx,Modbus地址在信息傳遞中從0開始。如上圖,左邊為信息傳遞地址(地址區(qū)不能沖突),右邊對(duì)應(yīng)的是S7-300的數(shù)據(jù)區(qū)。例如左邊信息傳遞地址從0 ~ 7對(duì)應(yīng)用戶地址區(qū)為00001 ~ 00008,對(duì)應(yīng)S7-300的M10.0 ~ M10.7,并且以此為例說明FC01功能碼的通訊。
S7-200主站程序調(diào)用
圖15 功能碼FC01使用
S7-200主站,用功能碼FC01讀取從站8點(diǎn)數(shù)字量輸出,接收的數(shù)據(jù)存放在VB2000開始的區(qū)域,測試截圖結(jié)果如下。
圖16 FC01功能碼數(shù)據(jù)交換
5.2 FC02功能碼
CP341從站的通訊區(qū)域配置
圖17 FC02 參數(shù)組態(tài)界面
FC02對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)為位輸出,數(shù)據(jù)的傳遞以位為單位,只讀操作,用戶地址區(qū)為1xxxx,Modbus地址在信息傳遞中從0開始,如上圖,左邊為信息傳遞地址(地址區(qū)不能沖突),右邊對(duì)應(yīng)的是S7-300的數(shù)據(jù)區(qū)。例如左邊信息傳遞地址從0 ~ 7對(duì)應(yīng)用戶地址區(qū)為10001 ~ 10008,對(duì)應(yīng)S7-300的M20.0 ~ M20.7,并且以此為例說明FC02功能碼的通訊。
S7-200主站程序調(diào)用
圖18 功能碼FC02使用
S7-200主站,用功能碼FC02讀取從站8點(diǎn)數(shù)字量輸入,接收的數(shù)據(jù)存放在VB2000開始的區(qū)域,測試截圖結(jié)果如下。
圖19 FC02功能碼數(shù)據(jù)交換
5.3 FC03/06/16 功能碼
CP341從站的通訊區(qū)域配置
圖20 FC03/06/16參數(shù)組態(tài)界面
FC03/06/16 對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)為寄存器,數(shù)據(jù)的傳遞以字為單位,可以讀寫操作,用戶地址區(qū)為4xxxx,Modbus地址在信息傳遞中從0開始。如上圖,左邊為信息傳遞地址,右邊對(duì)應(yīng)的是S7-300的數(shù)據(jù)區(qū),左邊傳輸?shù)刂凡豢筛模疫呏粚?duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)。例如用戶地址
區(qū)為40001 ~ 40004,對(duì)應(yīng)S7-300數(shù)據(jù)區(qū)為DB1.DBW0 ~ DB1.DBW6,并且以此為例說明
FC03功能碼的通訊。
S7-200主站程序調(diào)用
圖21功能碼FC03使用
S7-200主站,用功能碼FC03讀取從站4個(gè)字寄存器,接收的數(shù)據(jù)存放在VB2000開始的區(qū)域,測試截圖結(jié)果如下。
西門子6ES7288-1SR40-0AA0
圖22 FC03功能碼數(shù)據(jù)交換
5.4 FC04 功能碼
CP341從站的通訊區(qū)域配置
圖23 FC04參數(shù)組態(tài)界面
FC04對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)為寄存器輸入,數(shù)據(jù)的傳遞也以字為單位,只讀操作,用戶地址區(qū)3xxxx,Modbus地址在信息傳送中從0開始。如上圖,左邊為信息傳遞地址,右邊對(duì)應(yīng)的是S7-300的數(shù)據(jù)區(qū),左邊傳輸?shù)刂凡豢筛?,右邊只?duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)。例如用戶地址區(qū)為30001 ~ 30004,對(duì)應(yīng)S7-300數(shù)據(jù)區(qū)為DB1.DBW0 ~ DB1.DBW6,并且以此為例說明FC04功能碼的通訊。
S7-200主站程序調(diào)用
圖24功能碼FC04使用
S7-200主站,用功能碼FC04讀取從站4個(gè)字輸入寄存器,接收的數(shù)據(jù)存放在VB2000開始的區(qū)域,測試截圖結(jié)果如下。
圖25 FC04功能碼數(shù)據(jù)交換
5.5 Limits 欄
圖26 Limits 參數(shù)組態(tài)界面
對(duì)于寫功能碼FC05、06、15、16,可以禁用或限制訪問相關(guān)S7-300存儲(chǔ)區(qū),即使用這些功能碼時(shí),S7-300存儲(chǔ)區(qū)需要在設(shè)定的zui小和zui大的范圍之間,如果訪問的區(qū)域超出這個(gè)范圍,則訪問會(huì)被拒絕,同時(shí)輸出報(bào)錯(cuò)誤信息。
6. 總結(jié)
本文檔以S7-200為主站和CP341為從站簡單介紹了Modbus RTU通訊,關(guān)于通訊的組態(tài)設(shè)置,編程以及常用功能碼的使用,其具體的使用可以作為西門子串行通訊模塊與第三方的儀表、設(shè)備等進(jìn)行串行通信的參考。
1. 概述
通常情況下,要實(shí)現(xiàn)HMI設(shè)備與V20變頻器的通訊,需要一個(gè)支持USS通訊或MODBUS通訊的PLC,比如S7-200系列PLC。其通訊電纜連接如圖1所示。PLC的一個(gè)通訊端口與觸摸屏連接,可以采用PPI協(xié)議通訊。PLC的另一個(gè)通訊端口與V20的RS485通訊端口連接,采用MODBUS協(xié)議通訊,PLC上編寫MODBUS主站程序,V20為從站。
圖1 觸摸屏通過PLC與V20變頻器通訊
如果只需要對(duì)V2O變頻器做簡單的運(yùn)行控制和變量監(jiān)視,那么上述配置中PLC的作用僅為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。這種情況下,觸摸屏直接和V20變頻器通訊,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控功能,而且可以少用一個(gè)PLC,節(jié)省成本。采用西門子的SMART LINE系列觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)與V20變頻器直接通訊的功能。通訊電纜連接如圖2所示。SMART LINE觸摸屏作為MODBUS主站,V20為從站。
圖2 觸摸屏直接與V20變頻器通訊
2. 硬件設(shè)備及其安裝
下面用一個(gè)實(shí)例來介紹Smart Line觸摸屏與一臺(tái)V20變頻器通過MODBUS通訊的實(shí)現(xiàn)方法。該例子中用到的主要硬件設(shè)備如表1所示,觸摸屏組態(tài)軟件為WinCC Flexible 2008 SP4 China。
表1 示例主要硬件設(shè)備
名稱 | 訂貨號(hào) | 數(shù)量 | 說明 |
觸摸屏 | 6AV6648-0BE11-3AX0 | 1 | Smart 1000 IE |
24V電源 | 6EP1332-1SH51 | 1 | DC24V/4A |
變頻器 | 6SL3210-5BE17-5UV0 | 1 | V20 變頻器 0.75kW |
電機(jī) | 1LA9060-4KA10-Z | 1 | 1LA9 電機(jī) 0.12kW |
硬件安裝步驟如下:
1)將變頻器、電機(jī)、觸摸屏固定在安裝工位上。
2)連接變頻器到電機(jī)的動(dòng)力電纜和接地電纜。
3)連接供電電源到變頻器的動(dòng)力電纜和接地電纜。
4)連接變頻器和觸摸屏的RS485通訊電纜。觸摸屏RS485的9針接口與 V20端子對(duì)應(yīng)關(guān)系:3對(duì)應(yīng)P+,8對(duì)應(yīng)N-。
5)連接24V直流電源的交流進(jìn)線電纜和到觸摸屏的直流供電電纜。
3. V20變頻器參數(shù)設(shè)置
V20變頻器要采用MODBUS通訊,可以做如下設(shè)置:
1)變頻器恢復(fù)出廠參數(shù):
P0010=30
P0970=21
2)變頻器快速調(diào)試,選擇Cn011-MODBUS通訊連接宏:
a)設(shè)置電網(wǎng)頻率和功率單位
b)輸入電機(jī)銘牌參數(shù)
c)選擇連接宏Cn011-MODBUS通訊
d)選擇應(yīng)用宏AP000
Cn011連接宏對(duì)應(yīng)參數(shù)如表2所示。
表2 Cn011對(duì)應(yīng)參數(shù)設(shè)置
參數(shù) | 描述 | 工廠缺省值 | Cn011默認(rèn)值 | 備注 |
P0700[0] | 選擇命令源 | 1 | 5 | RS485為命令源 |
P1000[0] | 選擇速度給定 | 1 | 5 | RS485為速度設(shè)定值 |
P2023[0] | RS485協(xié)議選擇 | 1 | 2 | MODBUS RTU協(xié)議 |
P2010[0] | USS/MODBUS波特率 | 8 | 6 | 波特率為9600bps |
P2021[0] | MODBUS地址 | 1 | 1 | 變頻器MODBUS地址為1 |
P2022[0] | MODBUS應(yīng)答超時(shí)時(shí)間 | 1000 | 1000 | 向主站發(fā)回應(yīng)答的zui大時(shí)間 |
P2014[0] | USS/MODBUS報(bào)文間斷時(shí)間 | 2000 | 100 | 監(jiān)控報(bào)文間斷時(shí)間 |
3)修改MODBUS通訊參數(shù),其它參數(shù)為Cn011連接宏默認(rèn)參數(shù):
P2014[0]=0 不監(jiān)控報(bào)文間隔時(shí)間,否則可能會(huì)報(bào)F72故障
P2021[0]=3 MODBUS設(shè)備地址為3(與觸摸屏組態(tài)軟件中設(shè)置的從站地址*)
4. 觸摸屏組態(tài)
在WinCC Flexible 2008 SP4 China軟件中組態(tài)Smart 1000 IE觸摸屏。詳細(xì)步驟如下:
1)創(chuàng)建項(xiàng)目。
創(chuàng)建一個(gè)空項(xiàng)目,如圖3所示。
圖3 創(chuàng)建空項(xiàng)目
選擇觸摸屏設(shè)備為Smart 1000 IE,如圖4所示。
圖4 選擇Smart 1000 IE觸摸屏
2)設(shè)置連接。
在連接畫面中新建一個(gè)連接,相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下:
通訊驅(qū)動(dòng)程序:Modicon MODBUS
類型:RS485
波特率:9600
奇偶校驗(yàn):偶
數(shù)據(jù)位:8
停止位:1
組幀:RTU Standard
CPU類型:984
從站地址:3
連接設(shè)置如圖5所示。
圖5 連接設(shè)置
3)添加變量。
添加與變頻器監(jiān)控相關(guān)的10個(gè)變量,如表3所示。
表3 變量列表
變量名 | MODBUS寄存器地址 | 說明 |
CtrlWord1 | 40100 | 控制字1 |
SetPoint | 40101 | 速度設(shè)定值 |
StsWord1 | 40110 | 狀態(tài)字1 |
Feedback | 40111 | 速度實(shí)際值 |
ActFreq | 40342 | 頻率實(shí)際值 |
OutpVoltage | 40343 | 輸出電壓 |
DCVol | 40344 | 直流電壓 |
OutpCurrent | 40345 | 輸出電流 |
OutpTorque | 40346 | 輸出轉(zhuǎn)矩 |
OutpPower | 40347 | 輸出功率 |
變量地址參照V20變頻器操作手冊(cè),添加完成后的變量畫面如圖6所示。
圖6 添加變量
速度設(shè)定值變量SetPoint是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)來表示-50Hz到+50Hz的轉(zhuǎn)速,此處采用變量的線性轉(zhuǎn)換屬性,將-16384對(duì)應(yīng)-1500,+16384對(duì)應(yīng)+1500,如圖7所示。再采用變量的限制值屬性,將變量的輸入值限制在-1600和+1600之間,如果超出該限制值的范圍,則輸入不起作用。如圖8所示。
圖7 速度設(shè)定值變量線性轉(zhuǎn)換
圖8 速度設(shè)定值變量限制值
速度反饋值變量Feedback也是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)來表示-50Hz到+50Hz的轉(zhuǎn)速,此處也采用變量的線性轉(zhuǎn)換屬性,將-16384對(duì)應(yīng)-1500,+16384對(duì)應(yīng)+1500,如圖9所示。注意,圖9和圖7所示的線性轉(zhuǎn)換是*的。
圖9 速度反饋值變量線性轉(zhuǎn)換
4)添加畫面。
項(xiàng)目生成時(shí)已經(jīng)有一個(gè)模板和一個(gè)畫面,此例僅用到一個(gè)畫面。修改畫面的名字為V20_Monitor,如圖10所示。
圖10 編輯之前的畫面V20_Monitor
5)編輯模板。
模板中的對(duì)象在選擇使用模板的畫面中會(huì)顯示出來,此處把西門子的LOGO和退出Runtime的按鈕放置在模板中,如圖11所示。
圖11 編輯模板
然后在按鈕的事件屬性中添加函數(shù)。在按鈕STOP RT事件屬性的單擊事件下添加StopRuntime函數(shù),如圖12所示。
圖12 退出運(yùn)行畫面按鈕事件設(shè)置
6)編輯畫面。
在V20_Monitor畫面中放置IO域、文本域、按鈕、棒圖、圓形等對(duì)象。在文本域中輸入相應(yīng)的文本,設(shè)置字號(hào)、顏色等,將相關(guān)對(duì)象分類排列整齊,完成后的V20_Monitor畫面如圖13所示。
圖13編輯完成的畫面V20_Monitor
給10個(gè)IO域分別連接10個(gè)變量。
其中控制字1和狀態(tài)字1采用16進(jìn)制顯示,控制字1類型模式為輸入/輸出,狀態(tài)字1類型模式為輸出,如圖14所示。
圖14 控制字1對(duì)應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置
轉(zhuǎn)速設(shè)定、實(shí)際轉(zhuǎn)速、輸出電壓、直流電壓采用帶符號(hào)整數(shù)顯示,轉(zhuǎn)速設(shè)定類型模式為輸入/輸出,其它三個(gè)變量類型模式為輸出,如圖15所示。
圖15 實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置
輸出頻率、輸出電流、輸出轉(zhuǎn)矩、輸出功率采用帶符號(hào)整數(shù)顯示,并移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)2位,類型模式為輸出,如圖16所示。此處移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)2位的作用是將通訊接收到的值除以100并顯示在觸摸屏上,這樣做的理由是V20變頻器在發(fā)送這些值時(shí)將實(shí)際值乘了100。
圖16 輸出電流對(duì)應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置
除了用IO域來顯示實(shí)際轉(zhuǎn)速的數(shù)值外,還采用棒圖這種圖形化的形式來顯示實(shí)際轉(zhuǎn)速,編輯完成的棒圖外觀如圖17所示。
圖17 編輯完成的棒圖外觀
設(shè)置棒圖的常規(guī)屬性,其中連接變量為Feedback,zui大值設(shè)為2000,zui小值設(shè)為-2000,如圖18所示。
圖18 棒圖常規(guī)屬性設(shè)置
設(shè)置棒圖的外觀,如圖19所示。
圖19 棒圖外觀屬性設(shè)置
設(shè)置棒圖刻度,如圖20所示。
圖20 棒圖刻度屬性設(shè)置
運(yùn)行指示燈用來指示變頻器是否處于運(yùn)行狀態(tài),連接變量為StsWord1的第2位,運(yùn)行時(shí)顯示綠色,非運(yùn)行時(shí)顯示白色。其外觀動(dòng)畫設(shè)置如圖21所示。
圖21 運(yùn)行指示及其外觀動(dòng)畫設(shè)置
反轉(zhuǎn)指示燈用來指示變頻器是否處于反轉(zhuǎn)狀態(tài),連接變量為StsWord1的第14位,反轉(zhuǎn)時(shí)顯示綠色,非反轉(zhuǎn)時(shí)顯示白色。其外觀動(dòng)畫設(shè)置如圖22所示。
圖22 反轉(zhuǎn)指示及其外觀動(dòng)畫設(shè)置
故障指示燈用來指示變頻器是否處于故障狀態(tài),連接變量為StsWord1的第3位,故障時(shí)顯示紅色,非故障時(shí)顯示綠色。其外觀動(dòng)畫設(shè)置如圖23所示。
圖23 故障指示及其外觀動(dòng)畫設(shè)置
接著設(shè)置4個(gè)按鈕的功能,此處在按鈕的單擊事件下添加不同的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)不同的功能。
啟動(dòng)按鈕:添加SetValue函數(shù),變量為CtrlWord1,值為1150(16進(jìn)制047E)。再添加SetBitInTag函數(shù),變量仍為CtrlWord1,位為0,如圖24所示。每次按下啟動(dòng)按鈕,觸摸屏將先發(fā)送047E,再發(fā)送047F給V20變頻器,實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)功能。
圖24 啟動(dòng)按鈕事件設(shè)置
停止按鈕:添加ResetBitInTag函數(shù),變量為CtrlWord1,位為0,如圖25所示。每次按下停止按鈕,控制字1的第0位將被復(fù)位為0,觸摸屏將發(fā)送047E給V20變頻器,實(shí)現(xiàn)OFF1停車功能。
圖25 停止按鈕事件設(shè)置
反向按鈕:添加InvertBitInTag函數(shù),變量為CtrlWord1,位為11,如圖26所示。每次按下反向按鈕,控制字1的第11位將做非運(yùn)算,觸摸屏將相應(yīng)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指令發(fā)送給V20變頻器,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向反向功能。
圖26 反向按鈕事件設(shè)置
故障確認(rèn)按鈕:添加SetBitInTag函數(shù),變量為CtrlWord1,位為7。再添加ResetBitInTag函數(shù),變量仍為CtrlWord1,位為7,如圖27所示。每次按下故障確認(rèn)按鈕,觸摸屏將先發(fā)送1狀態(tài)的故障確認(rèn)位,再發(fā)送0狀態(tài)的故障確認(rèn)位給V20變頻器,給故障確認(rèn)位一個(gè)上升沿,實(shí)現(xiàn)故障確認(rèn)功能。
圖27 故障確認(rèn)按鈕事件設(shè)置
5. 系統(tǒng)運(yùn)行效果
完成上述步驟之后,下載組態(tài)程序至觸摸屏中。實(shí)際運(yùn)行效果證明:SMART LINE觸摸屏與V20變頻器通訊正常,觸摸屏可以通過四個(gè)按鈕控制變頻器運(yùn)行、停止、反向以及故障確認(rèn);變頻器相關(guān)變量和狀態(tài)可以在觸摸屏上正確顯示。變頻器運(yùn)行時(shí)觸摸屏顯示畫面如圖28所示。
圖28 變頻器運(yùn)行時(shí)觸摸屏顯示畫面
1 G120控制單元CU240
2 CU240E 6SL3244-0BA10-0BA0
3 CU240S 6SL3244-0BA20-1BA0
4 CU240S DP 6SL3244-0BA20-1PA0
5 CU240S PN 6SL3244-0BA20-1FA0
6 CU240S DP-F 6SL3244-0BA21-1PA0
7 CU240S PN-F 6SL3244-0BA21-1FA0
8 PM240(不帶內(nèi)置濾波器)380-480V 3AC 重載
9 1.3A/0.37KW 6SL3224-0BE13-7UA0
10 1.7A/0.55KW 6SL3224-0BE15-5UA0
11 2.2A/0.75KW 6SL3224-0BE17-5UA0
12 3.1A/1.1KW 6SL3224-0BE21-1UA0
13 4.1A/1.5KW 6SL3224-0BE21-5UA0
14 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2UA0
15 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0UA0
16 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0UA0
17 18A/5.5KW 6SL3224-0BE25-5UA0
18 25A/7.5KW 6SL3224-0BE27-5UA0
19 32A/11KW 6SL3224-0BE31-1UA0
20 38A/15KW 6SL3224-0BE31-5UA0
21 45A/18.5KW 6SL3224-0BE31-8UA0
22 60A/22KW 6SL3224-0BE32-2UA0
23 75A/30KW 6SL3224-0BE33-0UA0
24 90A/37KW 6SL3224-0BE33-7UA0
25 110A/45KW 6SL3224-0BE34-5UA0
26 145A/55KW 6SL3224-0BE35-5UA0
27 178A/75KW 6SL3224-0BE37-5UA0
28 205A/90KW 6SL3224-0BE38-8UA0
29 250A/110KW 6SL3224-0BE41-1UA0
30 302A/132KW 6SL3224-0XE41-3UA0
31 370A/160KW 6SL3224-0XE41-6UA0
32 477A/200KW 6SL3224-0XE42-0UA0
33 PM240(不帶內(nèi)置濾波器)380-480V 3AC 輕載
34 1.3A/0.37KW 6SL3224-0BE13-7UA0
35 1.7A/0.55KW 6SL3224-0BE15-5UA0
36 2.2A/0.75KW 6SL3224-0BE17-5UA0
37 3.1A/1.1KW 6SL3224-0BE21-1UA0
38 4.1A/1.5KW 6SL3224-0BE21-5UA0
39 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2UA0
40 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0UA0
41 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0UA0
42 18A/7.5KW 6SL3224-0BE25-5UA0
43 25A/11KW 6SL3224-0BE27-5UA0
44 32A/15KW 6SL3224-0BE31-1UA0
45 38A/18.5KW 6SL3224-0BE31-5UA0
46 45A/22KW 6SL3224-0BE31-8UA0
47 60A/30KW 6SL3224-0BE32-2UA0
48 75A/37KW 6SL3224-0BE33-0UA0
49 90A/45KW 6SL3224-0BE33-7UA0
50 110A/55KW 6SL3224-0BE34-5UA0
51 145A/75KW 6SL3224-0BE35-5UA0
52 178A/90KW 6SL3224-0BE37-5UA0
53 205A/110KW 6SL3224-0BE38-8UA0
54 250A/132KW 6SL3224-0BE41-1UA0
55 302A/160KW 6SL3224-0XE41-3UA0
56 370A/200KW 6SL3224-0XE41-6UA0
57 477A/250KW 6SL3224-0XE42-0UA0
58 PM240(帶內(nèi)置濾波器)380-480V 3AC重載
59 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2AA0
60 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0AA0
61 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0AA0
62 18A/5.5KW 6SL3224-0BE25-5AA0
63 25A/7.5KW 6SL3224-0BE27-5AA0
64 32A/11KW 6SL3224-0BE31-1AA0
65 38A/15KW 6SL3224-0BE31-5AA0
66 45A/18.5KW 6SL3224-0BE31-8AA0
67 60A/22KW 6SL3224-0BE32-2AA0
68 75A/30KW 6SL3224-0BE33-0AA0
69 90A/37KW 6SL3224-0BE33-7AA0
70 110A/45KW 6SL3224-0BE34-5AA0
71 145A/55KW 6SL3224-0BE35-5AA0
72 178A/75KW 6SL3224-0BE37-5AA0
73 PM240(帶內(nèi)置濾波器)380-480V 3AC輕載
74 5.9A/2.2KW 6SL3224-0BE22-2AA0
75 7.7A/3KW 6SL3224-0BE23-0AA0
76 10.2A/4KW 6SL3224-0BE24-0AA0
77 18A/7.5KW 6SL3224-0BE25-5AA0
78 25A/11KW 6SL3224-0BE27-5AA0
79 32A/15KW 6SL3224-0BE31-1AA0
80 38A/18.5KW 6SL3224-0BE31-5AA0
81 45A/22KW 6SL3224-0BE31-8AA0
82 60A/30KW 6SL3224-0BE32-2AA0
83 75A/37KW 6SL3224-0BE33-0AA0
84 90A/45KW 6SL3224-0BE33-7AA0
85 110A/55KW 6SL3224-0BE34-5AA0
86 145A/75KW 6SL3224-0BE35-5AA0
87 178A/90KW 6SL3224-0BE37-5AA0
88 PM250(帶內(nèi)置濾波器)380-480V 3AC重載
89 18A/5.5KW 6SL3225-0BE25-5AA0
90 18A/5.5KW 6SL3225-0BE25-5AA1
91 25A/7.5KW 6SL3225-0BE27-5AA0
92 25A/7.5KW 6SL3225-0BE27-5AA1
93 32A/11KW 6SL3225-0BE31-1AA0
94 32A/11KW 6SL3225-0BE31-1AA1
95 38A/15KW 6SL3225-0BE31-5AA0
96 45A/18.5KW 6SL3225-0BE31-8AA0
97 60A/22KW 6SL3225-0BE32-2AA0
98 75A/30KW 6SL3225-0BE33-0AA0
99 90A/37KW 6SL3225-0BE33-7AA0
100 110A/45KW 6SL3225-0BE34-5AA0
101 145A/55KW 6SL3225-0BE35-5AA0
102 178A/75KW 6SL3225-0BE37-5AA0
103 PM250(帶內(nèi)置濾波器)380-480V 3AC輕載
104 18A/7.5KW 6SL3225-0BE25-5AA0
105 18A/7.5KW 6SL3225-0BE25-5AA1
106 25A/11KW 6SL3225-0BE27-5AA0
107 25A/11KW 6SL3225-0BE27-5AA1
108 32A/15KW 6SL3225-0BE31-1AA0
109 32A/15KW 6SL3225-0BE31-1AA1
110 38A/18.5KW 6SL3225-0BE31-5AA0
111 45A/22KW 6SL3225-0BE31-8AA0
112 60A/30KW 6SL3225-0BE32-2AA0
113 75A/37KW 6SL3225-0BE33-0AA0
114 90A/45KW 6SL3225-0BE33-7AA0
115 110A/55KW 6SL3225-0BE34-5AA0
116 145A/75KW 6SL3225-0BE35-5AA0
117 178A/90KW 6SL3225-0BE37-5AA0
118 進(jìn)線電抗器(僅用于PM240)
119 0.37KW 6SE6400-3CC00-2AD3
120 0.55KW 6SE6400-3CC00-2AD3
121 0.75KW 6SE6400-3CC00-4AD3
122 1.1KW 6SE6400-3CC00-4AD3
123 1.5KW 6SE6400-3CC00-6AD3
124 2.2KW 6SL3203-0CD21-0AA0
125 3KW 6SL3203-0CD21-0AA0
126 4KW 6SL3203-0CD21-4AA0
127 7.5KW 6SL3203-0CD22-2AA0
128 11KW 6SL3203-0CD22-2AA0
129 15KW 6SL3203-0CD23-5AA0
130 18.5KW 6SL3203-0CJ24-5AA0
131 22KW 6SL3203-0CJ24-5AA0
132 30KW 6SL3203-0CD25-3AA0
133 37KW 6SL3203-0CJ28-6AA0
134 45KW 6SL3203-0CJ28-6AA0
135 55KW 6SE6400-3CC11-2FD0
136 75KW 6SE6400-3CC11-2FD0
137 90KW 6SE6400-3CC11-7FD0
138 110KW 6SL3000-0CE32-3AA0
139 132KW 6SL3000-0CE32-8AA0
140 160KW 6SL3000-0CE33-3AA0
141 200KW 6SL3000-0CE35-1AA0
142 250KW 6SL3000-0CE35-1AA0
143 輸出電抗器
144 0.37KW 6SE6400-3TC00-4AD2
145 0.55KW 6SE6400-3TC00-4AD2
146 0.75KW 6SE6400-3TC00-4AD2
147 1.1KW 6SE6400-3TC00-4AD2
148 1.5KW 6SE6400-3TC00-4AD2
149 2.2KW 6SL3202-0AE21-0CA0
150 3KW 6SL3202-0AE21-0CA0
151 4KW 6SL3202-0AE21-0CA0
152 7.5KW 6SL3202-0AJ23-2CA0
153 11KW 6SL3202-0AJ23-2CA0
154 15KW 6SL3202-0AJ23-2CA0
155 18.5KW 6SE6400-3TC05-4DD0
156 22KW 6SE6400-3TC03-8DD0
157 30KW 6SE6400-3TC05-4DD0
158 37KW 6SE6400-3TC08-0ED0
159 45KW 6SE6400-3TC07-5ED0
160 55KW 6SE6400-3TC14-5FD0
161 75KW 6SE6400-3TC15-4FD0
162 90KW 6SE6400-3TC14-5FD0
163 110KW 6SL3000-2BE32-1AA0
164 132KW 6SL3000-2BE32-6AA0
165 160KW 6SL3000-2BE33-2AA0
166 200KW 6SL3000-2BE33-8AA0
167 250KW 6SL3000-2BE35-0AA0
168 制動(dòng)電阻
169 0.37KW 6SE6400-4BD11-0AA0
170 0.55KW 6SE6400-4BD11-0AA0
171 0.75KW 6SE6400-4BD11-0AA0
172 1.1KW 6SE6400-4BD11-0AA0
173 1.5KW 6SE6400-4BD11-0AA0
174 2.2KW 6SL3201-0BE12-0AA0
175 3KW 6SL3201-0BE12-0AA0
176 4KW 6SL3201-0BE12-0AA0
177 7.5KW 6SE6400-4BD16-5CA0
178 11KW 6SE6400-4BD16-5CA0
179 15KW 6SE6400-4BD16-5CA0
180 18.5KW 6SE6400-4BD21-2DA0
181 22KW 6SE6400-4BD21-2DA0
182 30KW 6SE6400-4BD21-2DA0
183 55KW 6SE6400-4BD24-0FA0
184 75KW 6SE6400-4BD24-0FA0
185 90KW 6SE6400-4BD24-0FA0
186 110KW 6SE6400-4BD26-0FA0
187 132KW 6SE6400-4BD26-0FA0
188 160KW 6SL3000-1BE31-3AA0
189 200KW 6SL3000-1BE32-5AA0
190 250KW 6SL3000-1BE32-5AA0